齒輪輪體振動信號的測量及其在故障診斷中的應用
發(fā)布時間：2022-01-08 16:14
齒輪傳動系統(tǒng)作為機械設備中一種必不可少的傳動機構,已經(jīng)被廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、航空航天、交通運輸?shù)痊F(xiàn)代機械設備中。但是由于其結構復雜,工作環(huán)境惡劣等原因,齒輪傳動系統(tǒng)容易受到損害和出現(xiàn)故障,其中齒輪又是最容易損壞的機械零件之一。所以,如果能及時地發(fā)現(xiàn)齒輪傳動系統(tǒng)的早期故障,對經(jīng)濟合理地安排維修設備時間,避免發(fā)生重大人身、設備傷亡事故有著十分重要的意義。在設備使用過程中,操作人員希望能夠盡早地得到齒輪傳動系統(tǒng)的早期故障信息。但是,與齒輪傳動的常規(guī)振動相比較,齒輪早期故障所引起的振動激勵非常微弱,振動響應的傳遞路徑很復雜,信號經(jīng)過強干擾以及非線性的傳遞后,有用的故障信息常常淹沒在其它頻率成分和測量噪聲之中。再者現(xiàn)有的齒輪診斷技術只適合于診斷齒輪發(fā)生嚴重磨損等一類分布性故障問題,不能有效地（或不能完全有效地）解決齒輪的早期故障和局部故障診斷問題。這就為齒輪的早期故障診斷帶來了很大困難。本文通過對比從齒輪輪齒嚙合點附近到輪體測試點的傳遞函數(shù)與嚙合點附近到箱體測試點的傳遞函數(shù)的分析結果,初步探討了振動信號傳遞路徑對齒輪故障診斷的影響。以及采用將兩個特性相同的加速度計對稱安裝在齒輪端面的方法...
【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：58 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
頻率響應分析程序Fig.2-2Programoffrequencyresponseanalysis
2.3.2 實驗結果分析采用上述測試系統(tǒng)得到如下測試結果，圖 2-3 為從齒輪嚙合點到輪體測量點的函數(shù)，圖 2-4 為從齒輪嚙合點到箱體測量點的傳遞函數(shù)。表 2-1 為從齒輪嚙合點體測量點的傳遞函數(shù)中得到的齒輪部分固有頻率（2000-2400）Hz。表 2-2 為從齒合點到箱體測量點的傳遞函數(shù)中得到的齒輪部分固有頻率及其他構件的部分固有（2000-2400）Hz。
圖 2-4 從齒輪嚙合點到箱體測量點的傳遞函數(shù)Fig.2-4 Transform function from the meshing point to the testing point of the gearbox從表 2-2 中可知，箱體傳遞函數(shù)中包含著豐富的結構模態(tài)信息，它包含了齒輪、軸軸承和箱體等各部分的固有模態(tài)。這是由于振動在傳遞過程中激起了這些部件的某階有頻率，所以箱體測量點的振動信號中會包含該階模態(tài)固有頻率成分。對照表 2-1 們發(fā)現(xiàn)，箱體傳遞函數(shù)的結構模態(tài)信息中沒有完全包含齒輪的固有頻率，這是由于振在通過零件的接觸配合表面時，有可能過濾掉一些頻率成分。從齒輪固有頻率的幅值化可知，傳遞過程中的能量損失致使齒輪的振動信號產(chǎn)生衰減。頻率成分中 2362 Hz 輪體振動幅值小于箱體振動幅值，這是由于該頻率成分與振動傳遞路徑中的某個構件固有頻率相接近而被放大增強。表 2-1 齒輪固有頻率Table 2-1 Natural frequency of gear頻率 2023 2051 2061 2111 2120 2179 2280 2321 2362
【參考文獻】：
期刊論文
[1]頻譜分析在齒輪故障診斷中的應用[J]. 鄧吟,鄭翔,王華. 中國設備工程. 2009(12)
[2]基于LabVIEW的機械系統(tǒng)頻率特性測試的脈沖法實驗系統(tǒng)[J]. 王珍,郭方,趙洪健. 實驗技術與管理. 2009(10)
[3]基于小波分析的齒輪傳動系統(tǒng)故障診斷研究[J]. 楊鐵梅. 計量與測試技術. 2009(09)
[4]齒輪振動信號的分析與故障診斷研究[J]. 徐永強,邵忍平. 機械科學與技術. 2009(09)
[5]邊頻帶分析在齒輪故障診斷中的應用[J]. 寇漢萍. 冶金設備. 2009(03)
[6]基于加速度傳感器測量扭振方法的研究[J]. 楊卓君,廖明夫. 噪聲與振動控制. 2008(05)
[7]基于循環(huán)平穩(wěn)解調(diào)的齒輪裂紋早期故障診斷研究[J]. 崔玲麗,高立新,蔡力鋼,張建宇,胥永剛. 振動工程學報. 2008(03)
[8]連續(xù)小波變換在齒輪故障診斷中的應用[J]. 呂勇,李友榮,朱瑞蓀,王志剛. 煤礦機械. 2006(10)
[9]齒輪裂紋早期故障的完全解調(diào)分析[J]. 崔玲麗,丁芳,高立新,張建宇,王穎旺. 北京工業(yè)大學學報. 2006(08)
[10]齒輪箱故障診斷技術現(xiàn)狀及展望[J]. 魏秀業(yè),潘宏俠. 測試技術學報. 2006(04)
博士論文
[1]齒輪傳動系統(tǒng)的故障診斷方法的研究[D]. 韓振南.太原理工大學 2003
本文編號：3576872
【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：58 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
頻率響應分析程序Fig.2-2Programoffrequencyresponseanalysis
2.3.2 實驗結果分析采用上述測試系統(tǒng)得到如下測試結果，圖 2-3 為從齒輪嚙合點到輪體測量點的函數(shù)，圖 2-4 為從齒輪嚙合點到箱體測量點的傳遞函數(shù)。表 2-1 為從齒輪嚙合點體測量點的傳遞函數(shù)中得到的齒輪部分固有頻率（2000-2400）Hz。表 2-2 為從齒合點到箱體測量點的傳遞函數(shù)中得到的齒輪部分固有頻率及其他構件的部分固有（2000-2400）Hz。
圖 2-4 從齒輪嚙合點到箱體測量點的傳遞函數(shù)Fig.2-4 Transform function from the meshing point to the testing point of the gearbox從表 2-2 中可知，箱體傳遞函數(shù)中包含著豐富的結構模態(tài)信息，它包含了齒輪、軸軸承和箱體等各部分的固有模態(tài)。這是由于振動在傳遞過程中激起了這些部件的某階有頻率，所以箱體測量點的振動信號中會包含該階模態(tài)固有頻率成分。對照表 2-1 們發(fā)現(xiàn)，箱體傳遞函數(shù)的結構模態(tài)信息中沒有完全包含齒輪的固有頻率，這是由于振在通過零件的接觸配合表面時，有可能過濾掉一些頻率成分。從齒輪固有頻率的幅值化可知，傳遞過程中的能量損失致使齒輪的振動信號產(chǎn)生衰減。頻率成分中 2362 Hz 輪體振動幅值小于箱體振動幅值，這是由于該頻率成分與振動傳遞路徑中的某個構件固有頻率相接近而被放大增強。表 2-1 齒輪固有頻率Table 2-1 Natural frequency of gear頻率 2023 2051 2061 2111 2120 2179 2280 2321 2362
【參考文獻】：
期刊論文
[1]頻譜分析在齒輪故障診斷中的應用[J]. 鄧吟,鄭翔,王華. 中國設備工程. 2009(12)
[2]基于LabVIEW的機械系統(tǒng)頻率特性測試的脈沖法實驗系統(tǒng)[J]. 王珍,郭方,趙洪健. 實驗技術與管理. 2009(10)
[3]基于小波分析的齒輪傳動系統(tǒng)故障診斷研究[J]. 楊鐵梅. 計量與測試技術. 2009(09)
[4]齒輪振動信號的分析與故障診斷研究[J]. 徐永強,邵忍平. 機械科學與技術. 2009(09)
[5]邊頻帶分析在齒輪故障診斷中的應用[J]. 寇漢萍. 冶金設備. 2009(03)
[6]基于加速度傳感器測量扭振方法的研究[J]. 楊卓君,廖明夫. 噪聲與振動控制. 2008(05)
[7]基于循環(huán)平穩(wěn)解調(diào)的齒輪裂紋早期故障診斷研究[J]. 崔玲麗,高立新,蔡力鋼,張建宇,胥永剛. 振動工程學報. 2008(03)
[8]連續(xù)小波變換在齒輪故障診斷中的應用[J]. 呂勇,李友榮,朱瑞蓀,王志剛. 煤礦機械. 2006(10)
[9]齒輪裂紋早期故障的完全解調(diào)分析[J]. 崔玲麗,丁芳,高立新,張建宇,王穎旺. 北京工業(yè)大學學報. 2006(08)
[10]齒輪箱故障診斷技術現(xiàn)狀及展望[J]. 魏秀業(yè),潘宏俠. 測試技術學報. 2006(04)
博士論文
[1]齒輪傳動系統(tǒng)的故障診斷方法的研究[D]. 韓振南.太原理工大學 2003
本文編號：3576872
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