混沌理论在滚动轴承故障诊断中的应用

2013-07-20吴参李兴林孙守迁张燕辽张仰平

轴承 2013年1期

吴参，李兴林，孙守迁，张燕辽，张仰平

(1. 杭州轴承试验研究中心博士后工作站，杭州 310022；2. 杭州电子科技大学机械工程学院，杭州 310018；3.浙江大学现代工业设计所，杭州 310027)

振动分析法是通过安装在轴承座或箱体适当位置的振动传感器监测轴承振动信号，并对此信号进行分析与处理来判断轴承工况与故障的方法。由于滚动轴承早期故障振动信号容易湮没在大量噪声背景下，使得振动分析法的应用受到极大的制约。一般来说，振动烈度、峰值因子、偏态和峭度是判断滚动轴承故障的常用特征值。但实际上，当轴承出现微弱故障时，其振动烈度不一定突然变大，很难在测量得到的振动信号中分辨提取出故障特征。近年来，一批国外学者采用了先进的信号处理方法和技术，以期达到更好的检测效果[1-5]，但是仍没有得到较好较稳定的效果。

混沌故障诊断是振动分析法中的一个重要分支。混沌是指确定性系统中出现的一种貌似无规则的、类似随机的现象[6]。混沌系统对初始条件的敏感依赖，是系统内在的、固有的随机性引起的，这是非线性系统在一定条件下表现出的特有现象。由于混沌系统对初始条件和参数的极度敏感，只要将被测的微弱信号加入到混沌系统中，就会导致该混沌系统的动力学行为发生本质的变化，应用这一特点可以检测噪声背景下的微弱信号。