盤式制動器摩擦故障特征提取與模式識別研究.pdf

1、盤式制動器是機械設備最主要的安全保護裝置,其制動性能好壞直接影響生產效率和人身設備安全,而制動器摩擦狀態(tài)作為制動性能最直接的體現(xiàn),對其進行狀態(tài)監(jiān)測是進行制動器故障診斷的重要依據。目前,制動器故障診斷主要集中于對液壓系統(tǒng)、閘瓦間隙、空動時間等非摩擦狀態(tài)量的監(jiān)測分析,而對制動器摩擦性能的研究也都局限于摩擦因數、磨損率等靜態(tài)摩擦量,不能準確反映制動過程的動態(tài)摩擦特征。因此,研究制動器動態(tài)摩擦特征的提取方法,并基于此開展盤式制動器摩擦故障特征提

2、取與模式識別研究,可為制動器摩擦故障診斷與預報提供理論基礎,對于提高制動器制動效能與制動可靠性都將具有重要的理論和實用價值。
　　本文在國家自然科學基金的資助下,以盤式制動器作為研究對象,對制動過程摩擦狀態(tài)量進行了動態(tài)特征提取,并基于動態(tài)摩擦特征參數研究了制動器摩擦故障的特征提取與模式識別方法。首先,針對現(xiàn)有盤式制動器模擬制動試驗設備的不足,以汽車盤式制動器為工程背景,設計并搭建了盤式制動器模擬制動試驗臺,并基于此試驗臺設計了制動

3、摩擦試驗。其次,利用統(tǒng)計理論、數據擬合、小波分析等多種數據處理方法,對制動過程中的摩擦因數、摩擦面溫度等主要摩擦狀態(tài)量進行了數學分析及變換處理,提取了動態(tài)摩擦特征參數集(包括:摩擦因數急升結束點、摩擦因數趨勢系數、摩擦因數均值、摩擦因數穩(wěn)定系數、摩擦因數能量系數、摩擦面平均溫度、摩擦面最大溫度等),建立了制動器動態(tài)摩擦特征提取方法。再次,開展制動摩擦試驗,研究了制動工況(制動初速度和制動壓力)對動態(tài)摩擦特征的影響。最后,對制動器摩擦故障

4、進行定義與分類,并基于制動器動態(tài)摩擦特征提取方法,提取了摩擦故障特征參數(包括:摩擦因數均值、摩擦因數穩(wěn)定系數、擦因數突變系數、摩擦因數趨勢系數、摩擦因數主能量系數、摩擦面最大溫度、摩擦面最大溫度時間值等);建立了摩擦故障模式識別的BP神經網絡模型,并通過VB和MATLAB編寫故障模式識別軟件系統(tǒng),對摩擦故障進行模式識別仿真試驗,取得了良好的識別效果。研究表明,本文提取的動態(tài)摩擦特征參數集能全面、客觀的表征摩擦狀態(tài);基于動態(tài)摩擦特征參數