基于WPHM模型的滾動軸承壽命預(yù)測方法研究.pdf

1、滾動軸承作為旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的關(guān)鍵部件，其運行狀態(tài)直接影響整臺機器的運行性能。因此，對滾動軸承進行狀態(tài)監(jiān)測和剩余壽命預(yù)測就顯得極為重要。然而，滾動軸承剩余壽命預(yù)測有兩個關(guān)鍵問題亟待解決:第一，如何選取合適的壽命評估指標(biāo)表征軸承性能退化過程，確定合適的狀態(tài)預(yù)測模型對衰退性能指標(biāo)進行預(yù)測;第二，如何選擇合適的壽命預(yù)測模型，使其能夠在有限失效壽命數(shù)據(jù)下準(zhǔn)確地預(yù)測滾動軸承的剩余壽命。本文分別對上述兩個問題進行深入的研究，并給出相應(yīng)的解決方案，最終將

2、該壽命預(yù)測模型應(yīng)用于視情維修決策，通過建立最優(yōu)維修策略模型指導(dǎo)并優(yōu)化設(shè)備的維修策略。
　　GM(1，1)灰色預(yù)測模型具有建模數(shù)據(jù)少、預(yù)測精度高、建模容易等優(yōu)點，是機械設(shè)備狀態(tài)預(yù)測常用的模型之一。因此，本文選用該模型對滾動軸承的壽命特征指標(biāo)進行預(yù)測研究。選用包含軸承壽命特征信息豐富的振動信號作為研究對象，提取具有普遍代表性的特征指標(biāo)峭度值和RMS值作為壽命評估指標(biāo)，利用GM(1，1)模型對其進行預(yù)測，結(jié)果能夠準(zhǔn)確地反映出軸承的退化過

3、程，為滾動軸承壽命預(yù)測奠定了基礎(chǔ)。
　　選擇合適的壽命預(yù)測模型是滾動軸承壽命預(yù)測的關(guān)鍵，比例故障率模型能夠有效地處理小樣本、截尾壽命數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)運行狀態(tài)與可靠度緊密地聯(lián)系起來，因此本文基于此模型預(yù)測滾動軸承的剩余壽命。選取兩參數(shù)的威布爾分布作為比例故障模型的基本故障率函數(shù)形成威布爾比例故障率模型(Weibull Proportional Hazards Model，WPHM)，同時將峭度指標(biāo)和RMS指標(biāo)作為模型中的協(xié)變量，利用

4、GM(1，1)模型預(yù)測協(xié)變量的變化趨勢，從設(shè)備性能衰退的角度，實現(xiàn)基于WPHM模型的滾動軸承壽命預(yù)測，最后通過實際軸承全壽命周期性能退化實驗數(shù)據(jù)驗證該方法的合理性、有效性。
　　針對傳統(tǒng)預(yù)防性維修難以滿足現(xiàn)代維修管理需求的現(xiàn)狀，本文介紹了視情維修策略(Condition Based Maintenance，CBM)，并將WPHM模型應(yīng)用于視情維修決策。在此基礎(chǔ)上，研究了如何利用此模型做出最優(yōu)的維修決策，說明了基于此模型的視情維修決