[發(fā)明專利]基于周期數(shù)據(jù)及核密度估計的軸承安全狀態(tài)在線監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011201099.3
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112326246A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴偉;李亞洲
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種基于周期數(shù)據(jù)及核密度估計的軸承安全狀態(tài)在線監(jiān)測方法，包括：信號采集，通過傳感器獲得軸承的振動信號；獲得監(jiān)測指標(biāo)，使用單個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)振動信號的均方根作為敏感特征，即監(jiān)測指標(biāo)；建立健康狀態(tài)數(shù)據(jù)分布模型，使用所述監(jiān)測指標(biāo)利用核密度估計獲得所述軸承在安全運行狀態(tài)下的概率密度分布模型置信區(qū)間；獲得當(dāng)前狀態(tài)樣本概率分布，通過當(dāng)前狀態(tài)的監(jiān)測指標(biāo)樣本獲得當(dāng)前狀態(tài)樣本概率分布；獲得健康狀態(tài)偏離度，將所述當(dāng)前狀態(tài)的新的監(jiān)測指標(biāo)樣本與所述概率密度分布模型做實時比較，并計算當(dāng)前狀態(tài)的所述監(jiān)測指標(biāo)樣本與所述概率密度分布模型的健康狀態(tài)偏離度；以及安全狀態(tài)評估，使用所述健康狀態(tài)偏離度對所述軸承的安全狀態(tài)進(jìn)行評估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軸承安全健康狀態(tài)在線監(jiān)測方法，更具體地涉及利用旋轉(zhuǎn)周期數(shù)據(jù)及核密度估計技術(shù)判斷軸承是否處于安全健康狀態(tài)的方法

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)機(jī)械作為工業(yè)機(jī)械設(shè)備中必不可少的通用部件，在航空航天、電力系統(tǒng)等大型工業(yè)設(shè)備中起著至關(guān)重要的作用。軸承，例如滾動軸承等，作為最廣泛使用的旋轉(zhuǎn)機(jī)械之一，其運行狀態(tài)影響著整臺設(shè)備是否正常運行。其工作狀態(tài)一旦出現(xiàn)異常，輕則引起設(shè)備整體性能下降，重則可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故及經(jīng)濟(jì)損失。因此，保證軸承長期穩(wěn)定的處于安全健康狀態(tài)下運行，對延長設(shè)備整體的使用壽命，增加設(shè)備運行安全性及耐久性有著重要意義

目前，大多數(shù)軸承的狀態(tài)監(jiān)測及檢修方法采用的是離線方法和定期檢測方法，這種方法可以有效識別軸承是否出現(xiàn)異常，但僅能做到事后分析，即對已經(jīng)發(fā)生的異常現(xiàn)象進(jìn)行識別，無法滿足實時在線評估的需求。因此需要尋求基于主動安全保障理念的軸承實時運行狀態(tài)在線監(jiān)測方法，關(guān)注軸承狀態(tài)的漸進(jìn)變化趨勢，以盡可能準(zhǔn)確地確定預(yù)防維修的時機(jī)，使得軸承的實際使用時間能夠被充分利用。

此外，由于受到環(huán)境因素及測量誤差的影響，在不同采樣時間得到的軸承狀態(tài)參數(shù)往往具有一定的波動性和隨機(jī)性。即隨著軸承運行及狀態(tài)的變化，監(jiān)測參數(shù)的概率密度分布會發(fā)生一定的偏移。核密度估計(Kernel Density Estimation，KDE)作為一種參數(shù)概率密度函數(shù)，能夠準(zhǔn)確表述參數(shù)概率密度分布發(fā)生的偏移。而Hu在文獻(xiàn)《A probabilityevaluation method of early deterioration condition for the criticalcomponents of wind turbine generator systems》(Y.Hu,H.Li,X.Liao,E.Song,H.Liu,Z.Chen,A probability evaluation method of early deterioration condition forthe critical components of wind turbine generator systems,MECH SYST SIGNALPR,76-77(2016)729-741)中的健康狀態(tài)劃分方法涉及對健康狀態(tài)進(jìn)行評估的相關(guān)依據(jù)。基于此，為了實現(xiàn)軸承實時運行狀態(tài)在線監(jiān)測，本發(fā)明提供了一種基于周期數(shù)據(jù)及核密度估計的軸承安全狀態(tài)在線監(jiān)測方法。

發(fā)明內(nèi)容

軸承是眾多旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件，往往工作在較為極端的環(huán)境下，其運行狀態(tài)影響著整個機(jī)械設(shè)備的運行可靠性。為改變傳統(tǒng)的定時或事后維修的監(jiān)測方法，實現(xiàn)軸承故障的主動預(yù)防，需要在軸承運行過程中，監(jiān)測其運行狀態(tài)是否偏離其健康狀態(tài)，同時檢測其性能退化程度或狀態(tài)偏離程度，為現(xiàn)場工作人員提供維修決策參考，以最大限度利用軸承壽命，避免事故的發(fā)生。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施方式提出一種基于周期數(shù)據(jù)及核密度估計的軸承安全狀態(tài)在線監(jiān)測方法。