印刷装备的核心单元通常包含墨辊、水辊、牵引辊、导向辊等系列转子系统,它们都处于长期高速转动和持续压力作用状态下,轴承作为这些转子结构的核心传动部件,对于整个印刷装备的精度水平、产品质量、运行状态有着极其重要的影响。印刷机械中轴承数量较多且长期承受印刷压力带来的载荷,还会受到各类有机溶剂的侵蚀,导致轴承等核心传动零部件更加容易发生故障。由于印刷装备具有高度的精密性和复杂性,即便是微弱的轴承故障都会引发其印刷精度的大幅下降,从影响整个水路、墨路与传动性能并导致大量印刷废品的产生,由于其故障程度微弱,往往具有很大的诊断难度;同时,在实际生产中轴承等机械故障容易被误诊为印刷参数调节不当,从而增加了设备故障的排查难度和维护检修时间,在实际生产中往往给企业带来大量工时损失和物料浪费,并对环境产生额外污染。因此,针对印刷机械转子系统中大量的轴承开展监测与诊断研究,对于印刷装备的高效稳定运行具有极为重要的意义。为了保证产品精度、降低废品率、提高设备维护效率,本文针对印刷机轴承开展了系列故障检测与诊断研究,主要针对轴承在印刷设备中的工况噪声强、信号耦合严重等困难,在自适应分析与符号化分析的基础上,提出了基于Duffing振子的系列检测及诊断方法,有效地检测了印刷单元中滚动轴承的故障特征频率,实现了其特征提取与故障诊断,主要研究内容有:(1)根据非线性系统方程建立Duffing振子模型并成功获取了相位图,同时研究了系统参数、阻尼比、非线性恢复力、幅值、噪声等系列参数对Duffing振子模型检测结果的影响规律,并考虑了不同初始相位对检测的影响,结合实际故障检测工况建立了一种改进的Duffing方程,为印刷机轴承故障检测奠定了基础;(2)针对Duffing振子对于频率成分单一的正弦信号具有较强检测能力这一特点,研究在经验模态分解、经验小波变换、变分模态分解等经典的自适应方法基础上,提出了针对自适应解析分量的符号化重构方法,重构信号的低频成分得到了明显加强,有效提升了 Duffing方程的检测能力;(3)对重构解析信号的故障表征能力进行了验证,对常见自适应解析分量进行了重构,并在信息熵理论和符号化理论基础上,提出了一种基于信号极值分布规律的新型极值间隔熵特征,在所提出特征的基础上开展滚动轴承故障研究,进一步引入无监督聚类实现了轴承的故障分类,验证了所提出重构分量信号具有较强的轴承故障表征能力;(4)将所提出的重构解析分量与改进Duffing振子模型进行结合,依托所提出诊断方法对印刷机滚动轴承的故障分类问题开展了系列实验研究,在多种印刷机轴承故障检测中进行了验证,并在实际工况中实现了各类故障频率的检测,相关研究结论同样可推广至各类微弱故障信号检测的研究与应用中。研究针对自适应分析理论提出了一种分量重构与表征方法,进而在此基础上针对轴承故障特点,提出了一套完整的Duffing振子检测方法,实现了印刷机械中滚动轴承的检测和诊断研究,主要结论及成果对于提升印刷装备稳定性和精度水平具有一定的理论参考意义和工程应用价值。