[發明專利]一種預測航空發動機滾動軸承剩余壽命的方法

在審

• 申請號: 201910185762.6
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109827775A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 陳志雄;張洋;戎翔;王芳圓
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 王圣

本發明涉及一種預測航空發動機滾動軸承剩余壽命的方法，屬于航空發動機技術領域。一種預測航空發動機滾動軸承剩余壽命的方法，包括如下步驟：通過傳感器采集航空發動機滾動軸承的振動信號；對所采集到的振動信號進行時頻域分析，得到時域、頻域、時頻域特征；對時域、頻域、時頻域特征進行主成分分析，選取合適的特征作為協變量；建立比例危險模型；根據選取的協變量對比例危險模型進行參數估計，得到三參數威布爾分布的比例危險模型；運用三參數威布爾分布的比例危險模型對航空發動機滾動軸承的剩余壽命進行預測。本發明相比現有的技術對航空發動機滾動軸承的剩余壽命預測效果更好，精度更高。

技術領域

本發明涉及一種預測航空發動機滾動軸承剩余壽命的方法，屬于航空發動機技術領域。

背景技術

機械設備正廣泛應用于人類社會的各個角落，由于時代和科技的進步，機械正向著精確化、自動化方向發展，隨著機械運行環境的復雜多變，機械設備的健康管理變得越來越難。航空發動機滾動軸承作為航空發動機關鍵零部件，它的壽命直接影響到航空發動機的穩定性，因此航空發動機滾動軸承壽命的實時預測一直是航空發動機健康管理的重中之重。為了最大化利用滾動軸承并及時發現其故障，需要通過實時監測的數據對航空發動機滾動軸承健康狀況及壽命進行更準確的判斷，越是精確地預測航空發動機滾動軸承的壽命，就越是能合理管理更新航空發動機滾動軸承的周期，減少維修更換次數，并節約零件成本。

發明內容

本發明的目的是提供一種預測航空發動機滾動軸承剩余壽命的方法，能更精確地預測滾動軸承的壽命。

技術方案如下：

一種預測航空發動機滾動軸承剩余壽命的方法，包括如下步驟：

步驟S1：通過傳感器采集航空發動機滾動軸承的振動信號；

步驟S2：對所采集到的振動信號進行時頻域分析，得到時域、頻域、時頻域特征；

步驟S3：對時域、頻域、時頻域特征進行主成分分析，選取合適的特征作為協變量；

步驟S4：建立比例危險模型：h(t|Z)＝h₀(t)·ψ(t,Z)，其中h(t|Z)為危險率，h₀(t)為基本危險函數，t表示個體的壽命，Z為伴隨變量；

步驟S5：根據選取的協變量對比例危險模型進行參數估計，得到三參數威布爾分布的比例危險模型：其中γ為與變量Z對應的回歸系數，β>0和η>0分別是威布爾分布的形狀參數和尺度參數，r是威布爾分布的位置參數；

步驟S6：運用三參數威布爾分布的比例危險模型對航空發動機滾動軸承的剩余壽命進行預測：其中E為航空發動機滾動軸承的平均壽命。

進一步地，時域、頻域、時頻域特征中包括峭度特征和RMS特征。

進一步地，基本危險函數h₀(t)通過如下公式計算：

進一步地，估計回歸系數γ、位置參數r、形狀參數β和尺度參數η采用最大似然法，構成如下公式：其中使β,η,r,γ的偏導數為0時得到最優參數估計。

一種航空發動機滾動軸承剩余壽命的預測系統，包括一個或多個處理器、計算機可讀存儲介質和多個傳感器；其中傳感器安裝航空發動機滾動軸承上，計算機可讀存儲介質中存儲多條指令和傳感器采集的信號數據，處理器加載計算機可讀存儲介質中的數據并執行指令按順序進行上述的步驟。

有益效果：

1)本發明通過三參數威布爾比例危險模型進行航空發動機滾動軸承的剩余壽命預測，相比現有的技術對航空發動機滾動軸承的剩余壽命預測效果更好，精度更高。

附圖說明

圖1為本發明的整體流程圖。