空間技術(shù)的發(fā)展為推動(dòng)人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮了巨大作用。空間機(jī)械中典型活動(dòng)件——齒輪和滾動(dòng)軸承是空間機(jī)械結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵的部件,亦屬故障多發(fā)件,在地面常態(tài)下對(duì)空間典型活動(dòng)件進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷具有重大意義。本文以地面常態(tài)環(huán)境中,脂潤(rùn)滑方式條件下的空間齒輪-軸承系統(tǒng)為研究對(duì)象,對(duì)其在作業(yè)工況下進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷研究。 為了對(duì)空間活動(dòng)件振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷打下基礎(chǔ),論文首先分析了空間齒輪、滾動(dòng)軸承常態(tài)下的主要性能異常形式。同時(shí),分析了齒輪、滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)的特征:針對(duì)空間齒輪,從動(dòng)力學(xué)角度研究齒輪系在正常狀態(tài)下和異常狀態(tài)下振動(dòng)信號(hào)主要特點(diǎn),并數(shù)值模擬了空間齒輪異常振動(dòng)信號(hào)典型的調(diào)制現(xiàn)象;針對(duì)空間滾動(dòng)軸承,研究了空間滾動(dòng)軸承的特征頻率參數(shù)。此外,基于活動(dòng)件的小樣本實(shí)驗(yàn)振動(dòng)信號(hào)分析的基礎(chǔ)上,研究了時(shí)域分析和頻域分析在處理實(shí)際振動(dòng)信號(hào)中的局限性。并初步指出,只有在用小波理論分析活動(dòng)件振動(dòng)信號(hào)的基礎(chǔ)上結(jié)合時(shí)、頻分析才能診斷出空間活動(dòng)件健康狀態(tài)的準(zhǔn)確結(jié)果。 其次,基于有限元法對(duì)空間齒輪-軸承傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析,得到其固有頻率,進(jìn)而為加速度傳感器的選型、采樣率的確定提供理論依據(jù)。此外,還基于有限元法對(duì)空間齒輪-軸承傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行諧響應(yīng)分析,得到軸承座附近剛度最大的點(diǎn)作為測(cè)點(diǎn),為測(cè)振時(shí)測(cè)點(diǎn)的布置提供理論依據(jù),并基于有限元諧響應(yīng)分析得到的最佳測(cè)點(diǎn),進(jìn)行階段實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 最后,為了診斷出活動(dòng)件的健康狀態(tài),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究�；跁r(shí)域分析、小波變換、小波-能量分析、小波-頻譜分析、小波包-頻譜分析、解調(diào)分析對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程中的三個(gè)不同階段的空間活動(dòng)件的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了診斷分析,得出活動(dòng)件在三個(gè)階段的健康狀態(tài)。另外,結(jié)果進(jìn)一步表明:實(shí)際齒輪-軸承系統(tǒng)振動(dòng)信號(hào)成分非常復(fù)雜,單一的時(shí)、頻分析,很難奏效,只有在用小波理論分析活動(dòng)件振動(dòng)信號(hào)的基礎(chǔ)上,靈活運(yùn)用時(shí)、頻分析方法才能有效地診斷出活動(dòng)件的健康狀態(tài)。與此同時(shí),基于對(duì)轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速的監(jiān)測(cè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析,表明:對(duì)于早期的故障,轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速狀態(tài)監(jiān)測(cè)能粗略的反映故障趨勢(shì)。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH165.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
        1.2.2 空間齒輪-軸承系統(tǒng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷主要內(nèi)容
        1.2.3 齒輪振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷方法研究現(xiàn)狀
        1.2.4 滾動(dòng)軸承振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷方法研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究主要內(nèi)容
第2章 空間齒輪軸承故障診斷基礎(chǔ)
    2.1 空間齒輪故障診斷基礎(chǔ)
        2.1.1 空間齒輪性能異�；拘问�
        2.1.2 齒輪振動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
        2.1.3 性能異常齒輪的振動(dòng)信號(hào)特征數(shù)值模擬
    2.2 空間滾動(dòng)軸承故障診斷基礎(chǔ)
        2.2.1 空間滾動(dòng)軸承性能異常的基本形式
        2.2.2 性能異常滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)特征
    2.3 空間活動(dòng)件振動(dòng)信號(hào)處理方法
        2.3.1 時(shí)域分析
        2.3.2 頻域分析
        2.3.3 時(shí)頻分析
        2.3.4 小波理論
    2.4 本章小結(jié)
第3章 空間齒輪-軸承系統(tǒng)的模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析
    3.1 測(cè)點(diǎn)分布分析
        3.1.1 測(cè)點(diǎn)分布原則
        3.1.2 基于諧響應(yīng)分析的測(cè)點(diǎn)分布分析
    3.2 諧響應(yīng)分析介紹
    3.3 空間齒輪-軸承系統(tǒng)模態(tài)分析
        3.3.1 模態(tài)分析原理
        3.3.2 空間齒輪-軸承系統(tǒng)有限元模型的建立
        3.3.3 空間齒輪-軸承傳動(dòng)系統(tǒng)有限元模態(tài)分析結(jié)果
    3.4 空間齒輪-軸承傳動(dòng)系統(tǒng)有限元諧響應(yīng)分析
        3.4.1 諧響應(yīng)分析中待分析測(cè)點(diǎn)的位置
        3.4.2 諧響應(yīng)分析結(jié)果
    3.5 測(cè)點(diǎn)分布階段實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 空間典型活動(dòng)件振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷實(shí)驗(yàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        4.1.1 主要實(shí)驗(yàn)器材
        4.1.2 齒輪軸承傳動(dòng)系統(tǒng)
        4.1.3 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)
    4.2 振動(dòng)監(jiān)測(cè)方案
    4.3 振動(dòng)信號(hào)診斷分析
        4.3.1 時(shí)域分析
        4.3.2 小波變換分析
        4.3.3 小波-能量分析
        4.3.4 小波-頻譜分析
        4.3.5 小波包-頻譜分析
        4.3.6 解調(diào)分析
        4.3.7 不同階段振動(dòng)信號(hào)診斷結(jié)果對(duì)比分析
    4.4 實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號(hào)輔助分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝

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本文編號(hào)：2832304