一种滚动轴承性能测试台和异常测试样本的识别与修正方法技术

本发明专利技术提供了一种滚动轴承性能测试台和异常测试样本的识别与修正方法，测试台主要由空间环境子平台、轴承性能测试台架子平台、轴承性能数据采集子平台组成，能实现对轴承任意时刻的性能数据进行实时测试采集并存储。异常样本的识别与修正方法，针对滚动轴承全寿命周期全部采样点的性能数据进行检验，根据各个样本点间性能数据计算其相对于其它邻近样本的变化率和偏移率，与预先设定的阈值进行比较，如果变化率或者偏移率大于预先设定的阈值，则判定该轴承对应的此个样本数据异常，需要采用后续手段对其进行修正。由此即完成了对轴承性能测试中异常监测样本的识别与修正，可用于对轴承的性能进行安全测评和预测。轴承的性能进行安全测评和预测。轴承的性能进行安全测评和预测。

【技术实现步骤摘要】
一种滚动轴承性能测试台和异常测试样本的识别与修正方法


[0001]本专利技术涉及滚动轴承性能测试，安全测评及运维保障领域，特别涉及一种滚动轴承性能测试台和针对滚动轴承测试试验中异常测试样本的识别与修正方法。

技术介绍

[0002]滚动轴承是机械设备中使用最为广泛的关键零部件，而受各种因素的影响又是整个机械系统中可靠性较差的零部件，因此其运行的性能直接关乎到整个旋转机械设备的安全运行状态，如果能够搭建一套滚动轴承性能测试台对其性能进行测试，对于其运行数据进行分析识别，检测出其中的异常数据样本并进行修正，即可提高用于后续安全测评和服役性能预测数据集的数据质量，减少异常数据对于结果产生的误差影响。其研究内容主要涉及机械动力学、材料学、电气控制、信号处理技术、数据挖掘、计算机技术等，其主要方法是通过搭建的滚动轴承性能测试试验台采集数据，分析其中存在的异常数据样本，并利用权值修正法对其进行修正。
[0003]传统在滚动轴承的异常数据样本修正过程中，有异常数据识别与异常数据修正两个必要环节。在异常数据识别环节，技术人员是利用数据挖掘方法获取数据样本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滚动轴承性能测试台，其特征在于：它包括空间环境罩、温湿度控制器、轴承安装台架X轴、轴承安装台架Y轴、X轴磁粉加载机构、Y轴磁粉加载机构、X轴驱动电机、Y轴驱动电机、振动加速度传感器、双积分信号调理器、数据采集卡NI9234、计算机和PLC控制器；所述X轴驱动电机信号控制端连接PLC控制器X轴驱动电机信号发送端，Y轴驱动电机信号控制端连接PLC控制器Y轴驱动电机信号发送端；X轴磁粉加载机构信号控制端连接PLC控制器X轴磁粉加载机构信号发送端，Y轴磁粉加载机构信号控制端连接PLC控制器Y轴磁粉加载机构信号发送端；所述空间环境罩用于隔离外界环境干扰，温湿度控制器模拟轴承运行时的各类环境，温湿度控制器的各类环境信号控制端连接PLC控制器各类环境信号发送端；双积分信号调理器信号输入端连接振动加速度传感器的信号输出端，双积分信号调理器信号输出端连接数据采集卡NI9234的信号输入端，数据采集卡NI9234的信号输出端连接计算机的信号输入端，计算机通过信号采集软件将采集的振动数字信号显示并记录。2.根据权利要求1所述一种滚动轴承性能测试台，其特征在于：所述各类环境包括模拟轴承运行时的温度和湿度环境参数。3.根据权利要求1所述一种滚动轴承性能测试台，其特征在于：所述振动加速度传感器安装时，需要对轴承外圈表面进行清洁：先用砂纸打磨平面，然后用丙酮清洗，吹干；将适量混合好的高温胶涂抹在粘贴处，粘贴振动加速度传感器在轴承外圈上45
°
，135
°
，225
°
，315
°
位置；室温固化数小时，保持振动加速度传感器相对轴承端面平行以及相对径向垂直，不能因粘结剂的流动性导致传感器旋转；对所用振动加速度传感器进行标定，调节偏置电压使输出为零；振动加速度传感器采集到轴承振动信号后，输入到双通道电荷电压滤波积分放大器中，接端子板和数据采集卡，输入到计算机，即可完成对轴承的振动信号采集。4.对权利要求1
‑
3任意一项所述滚动轴承性能测试台所采集的振动信号进行异常样本识别与修正的方法，其特征在于，针对滚动轴承全寿命周期全部采样点的性能数据进行检验，根据各个样本点间性能数据计算其相对于其它邻近样本的变化率和偏移率，与预先设定的阈值进行比较，如果变化率或者偏移率大于预先设定的阈值，则判定该轴承对应的此个样本数据异常，需要采用后续手段对其进行修正，修正之后的数据能够直接用于实现对滚动轴承服役性能进行评估和预测。5.根据权利要求4所述的滚动轴承异常样本的识别与修正方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，异常监测样本的识别：步骤1
‑
1，针对滚动轴承全寿命周期全部采样点的性能数据进行检验，根据各个样本点间性能数据的变化率来对异常数据进行识别，依据下式求出第i个样本点的数据变化率；Δl
i
＝(l
i
‑
l
i
‑1)/l
i
式中：l
i
和l
i
‑1分别是滚动轴承在第i和i
‑
1个样本点的性能数据的统计量，Δl
i
是滚动轴承第i个样本点相对于第i
‑
1个样本点的数据变化率；步骤1
‑
2，根据下式算出前n个样本的平均数据变化；式中：Δl
i,av
为样本点i的前n个样本的平均数据变化；j代表实验台架上的轴承编号，n
代表实验台架上的轴承总数目，Δl
ij
代表实验台架上第j个轴承的第i个样本的数据变化率；步骤1
‑
3，如果|Δl
i
|≥kΔl
i,av
，则视为异常监测数据；k为样本数据的突变系数，根据实际的载荷工况特性自设定，均匀载荷时的突变系数k小于变载荷工况；步骤1
‑
4，选取同一个实验台架上n个轴承的全寿命周期性能测试数据作为样本，将n个轴承的全寿命周期性能测试数据看为横向量为m，纵向量为n的数组，m为轴承全寿命周期性能测试数据的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈法法，成孟腾，陈保家，肖文荣，杨蕴鹏，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：