盤式制動(dòng)器摩擦故障特征提取與模式識(shí)別研究.pdf

1、盤式制動(dòng)器是機(jī)械設(shè)備最主要的安全保護(hù)裝置,其制動(dòng)性能好壞直接影響生產(chǎn)效率和人身設(shè)備安全,而制動(dòng)器摩擦狀態(tài)作為制動(dòng)性能最直接的體現(xiàn),對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)是進(jìn)行制動(dòng)器故障診斷的重要依據(jù)。目前,制動(dòng)器故障診斷主要集中于對(duì)液壓系統(tǒng)、閘瓦間隙、空動(dòng)時(shí)間等非摩擦狀態(tài)量的監(jiān)測(cè)分析,而對(duì)制動(dòng)器摩擦性能的研究也都局限于摩擦因數(shù)、磨損率等靜態(tài)摩擦量,不能準(zhǔn)確反映制動(dòng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)摩擦特征。因此,研究制動(dòng)器動(dòng)態(tài)摩擦特征的提取方法,并基于此開(kāi)展盤式制動(dòng)器摩擦故障特征提

2、取與模式識(shí)別研究,可為制動(dòng)器摩擦故障診斷與預(yù)報(bào)提供理論基礎(chǔ),對(duì)于提高制動(dòng)器制動(dòng)效能與制動(dòng)可靠性都將具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。
　　本文在國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下,以盤式制動(dòng)器作為研究對(duì)象,對(duì)制動(dòng)過(guò)程摩擦狀態(tài)量進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特征提取,并基于動(dòng)態(tài)摩擦特征參數(shù)研究了制動(dòng)器摩擦故障的特征提取與模式識(shí)別方法。首先,針對(duì)現(xiàn)有盤式制動(dòng)器模擬制動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備的不足,以汽車盤式制動(dòng)器為工程背景,設(shè)計(jì)并搭建了盤式制動(dòng)器模擬制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái),并基于此試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)了制動(dòng)

3、摩擦試驗(yàn)。其次,利用統(tǒng)計(jì)理論、數(shù)據(jù)擬合、小波分析等多種數(shù)據(jù)處理方法,對(duì)制動(dòng)過(guò)程中的摩擦因數(shù)、摩擦面溫度等主要摩擦狀態(tài)量進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析及變換處理,提取了動(dòng)態(tài)摩擦特征參數(shù)集(包括:摩擦因數(shù)急升結(jié)束點(diǎn)、摩擦因數(shù)趨勢(shì)系數(shù)、摩擦因數(shù)均值、摩擦因數(shù)穩(wěn)定系數(shù)、摩擦因數(shù)能量系數(shù)、摩擦面平均溫度、摩擦面最大溫度等),建立了制動(dòng)器動(dòng)態(tài)摩擦特征提取方法。再次,開(kāi)展制動(dòng)摩擦試驗(yàn),研究了制動(dòng)工況(制動(dòng)初速度和制動(dòng)壓力)對(duì)動(dòng)態(tài)摩擦特征的影響。最后,對(duì)制動(dòng)器摩擦故障

4、進(jìn)行定義與分類,并基于制動(dòng)器動(dòng)態(tài)摩擦特征提取方法,提取了摩擦故障特征參數(shù)(包括:摩擦因數(shù)均值、摩擦因數(shù)穩(wěn)定系數(shù)、擦因數(shù)突變系數(shù)、摩擦因數(shù)趨勢(shì)系數(shù)、摩擦因數(shù)主能量系數(shù)、摩擦面最大溫度、摩擦面最大溫度時(shí)間值等);建立了摩擦故障模式識(shí)別的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,并通過(guò)VB和MATLAB編寫故障模式識(shí)別軟件系統(tǒng),對(duì)摩擦故障進(jìn)行模式識(shí)別仿真試驗(yàn),取得了良好的識(shí)別效果。研究表明,本文提取的動(dòng)態(tài)摩擦特征參數(shù)集能全面、客觀的表征摩擦狀態(tài);基于動(dòng)態(tài)摩擦特征參數(shù)