第15卷第1期 2017年2月
中国工翟机械学报
CHINESE JOURNAL OF CONSTRUCTION MACHINERY
滚动轴承的状态监测与性能退化评估
王宝祥1.2，潘宏侠1，杨卫2
(1.中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051；2.中北大学仪器与电子学院，山西太原030051)
Vol. 15 No. 1 Feb.2017
摘要：提出一种基于规范变量分析的滚动轴承性能退化评估方法，用于解决轴承的健康监测与故障预防问题、首先，从健康状态的轴承振动数据中提取有效特征指标，建立参考模型，确定安全阀值；其次，对未知变量的特征指标进行规范变量分析，得到状态空间和残差空间；然后，采用T"和Q统计来分别度量两种空间中信息的变化量，用于反映滚动轴承的退化特性；最后，通过轴承加速寿命测试试验验证了该方法的有效性.与现有方法相比，该方法对滚动轴承的退化趋势更加敏感，
关键调：规范变量分析；退化评估；状态监测；状态空间；残差空间；特待征提取
中图分类号：TH17
文献标志码：A
文章编号：1672-5581(2017)01007205
Conditionmonitoringandperformancedegradation
assessment onrollingbearings WANG Baoaiangl-, PAN Hongxia', YANG Wei2
(1. School of Mechanical and Power Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, Shanxi, China 2. School of Instrument and Electronics, North University of China, Taiyuan 030051,Shanxi, China )
Abstract:To resolve the health monitoring and fauit prevention problems,the performance degradation assessment is proposed based on canonical variate analysis (CVA) method for rolling bearings. Firstly, by extracting the useful feature indices from healthy vibration data, the reference model and safety threshold are respectively obtained. Then, the CVA is applied for feature indices of unknown variables to produce the state and residual spaces. Next, T° and Q metrics are employed to measure changes of information in the bespoke spaces to reflect degradation characteristics of rolling bearings. Finally, the effectiveness of the proposed method is demonstrated by accelerated bearing life testing. Therein, this approach is more sensitive to degradation trends of rolling bearings than existing works.
Key words: canonical variate analysis; degradation assessment; condition monitoring; state space; residual space; feature extraction
滚动轴承是机械传动过程中的重要部件，若它发生故障将直接导致整个机械系统瘫痪，甚至引发重大的安全事故.因此，轴承故障诊断一直是机械故障诊断领域的研究热点.但是分析现有文献[1 5]，很多研究工作集中在故障的识别和分类.一方面，这类方法依靠故障样本训练分类器.而现实情况下故障的发生往往具有偶然性，故障样本很难收集.另一方面，机械故障诊断的最终目的在于预防
故障，防患于未然要比诊断故障的意义更重大.所以，寻找一种有效的健康监测和评估方法来确定轴承的退化特性就显得尤其重要，
YU用局部保持投影结合高斯混合模型来跟踪滚动轴承的退化趋势，证明了该方法在轴承退化特性监测过程中的有效性;PAN7-8提出一种基于小波包和支持向量数据描述（SVDD)的轴承性能退化评估方法，通过轴承加速寿命测试试验分
基金项目，国家自然科学基金资助项目（51175480）
作者简介，王宝样（1990-），男，博士研究生.E-mail：wanghx1990@yahoo.com 万方数据