[发明专利]一种滚动轴承性能保持可靠性的预测方法

摘要

本发明公开了一种滚动轴承性能保持可靠性的预测方法，包括在滚动轴承运行性能最佳时期，获取性能数据，构建性能样本密度函数；根据小概率事件原理得到置信度与性能随机变量的置信区间；根据泊松计数过程，获取性能数据落在性能随机变量置信区间之外的频率及滚动轴承性能保持可靠度，进而获取滚动轴承在未来时间的性能保持相对可靠度，据此预测滚动轴承在未来时间保持最佳性能势态的失效程度。该方法无需性能密度函数的任何先验信息，也无需事先设定性能阈值，可以预测未来时间滚动轴承最佳运行性能势态的失效程度，预测准确度高，能提前发现失效隐患，为及时采取干预措施、避免发生严重安全事故提供决策。

主权项

一种滚动轴承性能保持可靠性的预测方法，其特征在于：包括下列步骤：1)在滚动轴承运行性能最佳时期，测量滚动轴承性能，获取性能数据；2)根据最大熵原理，用步骤1)所得性能数据构建性能样本密度函数；3)根据小概率事件原理得到置信度，用分位数方法获取性能随机变量的置信区间；4)根据泊松计数过程，获取性能数据落在性能随机变量置信区间之外的频率；5)根据泊松计数过程的无失效概率，由性能数据落在性能随机变量置信区间之外的频率获得滚动轴承性能保持可靠度；6)根据测量理论的相对误差概念，获取滚动轴承在未来时间的性能保持相对可靠度，根据该性能保持相对可靠度预测滚动轴承在未来时间保持最佳性能势态的失效程度；步骤3)中置信度的确定包括下列步骤：i)事先选择同一种滚动轴承进行性能试验，在滚动轴承运行性能处于最佳时期进行检测，获得K≥1000个性能数据，K为性能数据个数；用K个性能数据构建性能样本密度函数p(x)；选择置信度估计值Pq分别依次为1、0.999、0.99、0.95、0.9、0.85、0.8共7个值，用分位数方法求出对应于Pq的第q个性能随机变量置信区间[XLq，XUq]，记录在K个性能数据中有多少个数据落在性能随机变量置信区间[XLq，XUq]之外，并由此获取性能数据落在性能随机变量置信区间[XLq，XUq]之外的第q个频率值λq，这里XLq与XUq分别是下界值与上界值，序号q＝1,2,3,…,7；ii)继续进行该滚动轴承性能试验与检测，直到性能失效，获得性能失效时的W≥1000个性能失效数据，W为性能失效数据个数；或者，在滚动轴承运行性能处于最佳时期获得K个性能数据之后，暂停试验，取出该滚动轴承，在其滚道的滚动表面构建出性能失效时的故障，模拟出性能失效时的故障，再对有模拟性能失效时故障的滚动轴承进行检测，获得性能失效时的W个性能失效数据；iii)记录在W个性能失效数据中有多少个数据落在性能随机变量置信区间[XLq，XUq]之外，并由此获取性能失效数据落在性能随机变量置信区间[XLq，XUq]之外的第q个频率值βq，这里XLq与XUq分别是下界值与上界值，序号q＝1,2,3,…,7；iv)按公式dq＝{[exp(‑βq)‑exp(‑λq)]/exp(‑λq)}×100％计算性能失效时的滚动轴承性能保持相对可靠度dq，获得第q个dq值，这里λq为性能数据落在性能随机变量置信区间[XLq，XUq]之外的第q个频率值，βq为性能失效数据落在性能随机变量置信区间[XLq，XUq]之外的第q个频率值，序号q＝1,2,3,…,7；从7个dq值中挑出小于且最靠近‑10％的那个，标记其下标q为q*，所对应的置信度估计值Pq*就是确定的置信度。