[发明专利]一种基于摩擦振动递归特征的滑动轴承摩擦状态识别方法

说明书

本发明提供一种基于摩擦振动递归特征的滑动轴承摩擦状态识别方法，本发明的步骤包括：采集多组滑动轴承轴瓦处的振动信号；提取每组信号中能够反映主轴与轴瓦接触特性的周期成分，及能反映两者间摩擦特性的非周期成分，通过线性相加，重构为摩擦振动信号；构建摩擦振动信号的递归图，分析摩擦振动递归图的宏观模式；计算摩擦振动递归图的确定度和聚类系数，并绘制每组摩擦振动递归图确定度和聚类系数的交点；根据摩擦振动递归图的宏观模式，确定度和聚类系数的交点分布识别滑动轴承的摩擦状态，本发明主要利用递归分析理论揭示摩擦振动递归特征的演化规律，建立摩擦振动递归特征与滑动轴承摩擦状态之间的关系，实现滑动轴承摩擦状态的检测与识别。

技术领域

本发明涉及摩擦学技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于摩擦振动递归特征的滑动轴承摩擦状态识别方法。

背景技术

滑动轴承因其承载能力强、运行平稳、噪声小等优点，广泛应用于旋转机械中。由于复杂的工况、环境等因素影响，滑动轴承工作状态会由液体摩擦状态，转变为混合摩擦状态甚至边界摩擦状态，造成磨损加剧，甚至引发恶性事故。因此，监测滑动轴承的摩擦状态，对于保证滑动轴承的安全运行具有重要意义。

目前，常用的滑动轴承摩擦状态监测方法有：油膜厚度、摩擦力矩、摩擦系数等。尽管这些参数是识别摩擦状态的有效手段，但实际使用中，因为测量方法的限制，设备昂贵等原因，很难在现场获得这些参数。因此，需要一种新的方法识别滑动轴承的摩擦状态。滑动轴承的摩擦振动是由主轴与轴瓦间的摩擦接触引起的自然现象，包含反映滑动轴承的摩擦状态信息，易于实时获取，且不影响滑动轴承的运行，适合在实际生产中用于监测、识别滑动轴承的摩擦状态。目前，在国内外的研究中很少涉及应用摩擦振动信号识别滑动轴承的摩擦状态。同时，由于摩擦振动信号的非线性和非平稳性，基于线性特征的分析方法难以充分地建立摩擦振动与摩擦状态之间的关系。递归分析方法摆脱了数据统计分布假设的限制，完全由信号驱动，是一种非线性分析方法，且具有广泛的适用性，对于非线性、非平稳信号尤为有效。

因此需要提出一种基于摩擦振动递归特征识别滑动轴承摩擦状态的方法。

发明内容

根据上述提出现有的监测方法存在设备昂贵和很难现场获得参数的技术问题，而提供一种基于摩擦振动递归特征的滑动轴承摩擦状态识别方法。本发明主要利用递归分析理论揭示摩擦振动递归特征的演化规律，建立摩擦振动递归特征与滑动轴承摩擦状态之间的关系，实现滑动轴承摩擦状态的检测与识别。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于摩擦振动递归特征的滑动轴承摩擦状态识别方法，其特征在于，所述方法包以下步骤括：

步骤S1：加速度传感器安装于滑动轴承轴瓦正上方，采集多组不同转速工况下加速度信号，测量主轴与轴瓦间的摩擦系数，整理为多组振动信号；

步骤S2：对采集的多组振动信号进行傅里叶变换，利用谐波小波包提取振动信号中的周期成分与非周期成分，通过线性相加方法，将周期成分与非周期成分重构为多组摩擦振动信号；

步骤S3：计算不同转速下，所述多组摩擦振动信号的嵌入维数、时间延迟，构建摩擦振动信号的递归图；

步骤S4：计算每组摩擦振动递归图的确定度及聚类系数；

步骤S5：建立以确定度、聚类系数为横纵坐标的平面直角坐标系，绘制不同转速下每组摩擦振动递归图确定度和聚类系数的交点区域；

步骤S6：根据摩擦振动递归图的宏观模式，及平面直角坐标系中确定度、聚类系数的交点分布区域识别滑动轴承的摩擦状态。

进一步地，所述步骤S3中，每个转速工况下，计算30-50组嵌入维数和时间延迟的平均值，若平均值为非整数，则向上取整，作为该转速下构建摩擦振动信号递归图的嵌入维数和时间延迟。