按类统计方法在滚动轴承可视化 可靠性动态评估中的应用

孟文俊,张四聪,淡紫嫣,刘弹,徐光华,2

(1.西安交通大学机械工程学院,710049,西安; 2.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,710054,西安)

机械设备在运行过程中一旦某个零部件发生故障,往往会影响整个机械设备的性能,有可能造成巨大的经济损失[1-3],而滚动轴承是旋转机械中关键的零部件,其可靠性与寿命直接影响设备的使用寿命和运行可靠性[4]。因此,开展运行性能可靠性的研究,确保设备安全运行和预防事故发生是十分必要的。

滚动轴承运行性能可靠性评估的核心问题是从大量的性能指标序列中提取稳定的退化轨迹,建立滚动轴承性能指标的概率模型,从而对轴承的退化程度进行评判。传统研究主要采用基于失效规律和统计学的运行性能可靠性评估。Lu等人假设机械设备的性能指标服从正态分布,通过计算分布函数中超过失效阈值的部分,实现单个设备可靠性的评估[5]。西安交通大学丁峰等人把表征设备退化状态的特征值和传统可靠性的统计模型与比例故障率模型进行结合,实现了滚动轴承可靠性的评估[6]。Nelson假设设备性能指标的对数服从一种分布均值随时间变化、而方差随时间不变的正态分布,通过该分布模型进行滚动轴承可靠性的评估[7]。

利用统计学进行可靠性评估的方法可以得到滚动轴承性能退化一般规律性的认识,但是传统可靠性评估方法中的分布模型是一个需要先验知识的静态模型,需要大量的试验数据和先验知识对统计模型的参数进行修正,不会随运行时间的变化自适应调整。……