本文關(guān)鍵詞：基于小波分析的礦渣立磨減速機故障診斷技術(shù)

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【摘要】：齒輪箱是各種機械設(shè)備中常見的動力傳動部件,對其進(jìn)行故障診斷的研究取得了一定的發(fā)展。礦渣立磨減速機中滾動軸承內(nèi)圈滾道點蝕嚴(yán)重,凹坑足夠大時將使兩個滾珠卡在內(nèi)外圈不能滾動,導(dǎo)致傳動軸受到扭矩非常大引起軸扭斷。若能夠在早期發(fā)現(xiàn)齒輪、滾動軸承等零部件的輕微故障以避免后續(xù)發(fā)生更大的損失,這具有很大的工程意義。齒輪箱的振動信號都是非穩(wěn)定的,針對此類信號常用小波變換、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解等時頻域分析方法進(jìn)行分析處理,而小波分析具有很好的時頻特性和局部化能力。因此,本文采用小波分析方法對齒輪箱進(jìn)行故障診斷應(yīng)用研究,并進(jìn)行工程實例驗證。主要成果如下:(1)通過對齒輪箱故障機理及特征進(jìn)行分析,根據(jù)齒輪箱故障與時頻特征的相關(guān)性,提出一種采用小波理論為分析方法、以頻域參數(shù)為故障特征的齒輪箱故障診斷技術(shù)。(2)通過對小波濾波器頻域特性分析,得到小波基函數(shù)中頻域特性最好的小波并采用仿真信號進(jìn)行頻率特性驗證。通過分析采樣頻率、頻率分辨率和小波包分解過程對頻率特性的影響,確定小波包分解層數(shù)并厘清節(jié)點頻率順序。通過對小波包八層分解進(jìn)行誤差分析,得到影響分解誤差率的因素。(3)根據(jù)小波包八層分解能夠在原信號中提取出滾動軸承的通過頻率、齒輪的嚙合頻率和軸的轉(zhuǎn)頻所在微小帶寬(帶寬為4Hz)信號分量,以此作為故障特征;針對齒輪故障特征,對嚙合頻率進(jìn)行細(xì)化譜分析,確定齒輪故障狀況。提出減速機故障診斷特征提取方法,在頻譜圖上只顯示每個特征頻率及其二三倍頻附近的幅值,可高效地觀測、判斷整個減速機的振動情況。(4)采用礦渣立磨實際生產(chǎn)運行的三種工況(正常運行、齒輪點蝕和入料濕度大)的振動信號對減速機特征提取方法進(jìn)行實例驗證。齒輪點蝕時,信號頻譜圖上嚙合頻率處幅值遠(yuǎn)大于正常運行時,利用細(xì)化譜分析檢測出調(diào)制頻率為轉(zhuǎn)頻;入料濕度大時,只檢測出立磨主頻率處幅值遠(yuǎn)大于正常運行時,減速機無故障情況。
【關(guān)鍵詞】：齒輪箱 小波濾波器 八層小波包分解 特征提取
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH17
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題的研究背景及意義9
• 1.2 齒輪箱故障診斷的研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3 小波分析在齒輪箱故障診斷中的應(yīng)用現(xiàn)狀12-14
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 齒輪箱的故障機理與頻域特征15-23
• 2.1 礦渣立磨結(jié)構(gòu)15
• 2.2 齒輪箱的故障機理及特征15-18
• 2.2.1 齒輪故障15-16
• 2.2.2 滾動軸承故障16-17
• 2.2.3 軸的故障17-18
• 2.3 齒輪箱系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型18-19
• 2.3.1 齒輪的力學(xué)模型18
• 2.3.2 幅值調(diào)制和頻率調(diào)制18-19
• 2.4 齒輪箱特征頻率19-21
• 2.5 常見故障的頻譜表現(xiàn)21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第三章 小波包多尺度分解及其應(yīng)用23-39
• 3.1 小波濾波器頻域特性23-27
• 3.2 小波基的選擇27-32
• 3.2.1 db45小波的選擇27
• 3.2.2 db45小波的仿真驗證27-32
• 3.3 小波包多尺度分解32-37
• 3.3.1 分解層數(shù)的確定33-34
• 3.3.2 節(jié)點頻率順序的確定34-35
• 3.3.3 小波包八層分解的誤差分析35-37
• 3.4 小波包多尺度分解的應(yīng)用37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第四章 減速機故障特征提取39-52
• 4.1 礦渣立磨振動監(jiān)控系統(tǒng)39-41
• 4.1.1 系統(tǒng)軟硬件40
• 4.1.2 測點的選擇40-41
• 4.2 減速機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)41
• 4.3 滾動軸承的故障診斷特征提取41-46
• 4.4 齒輪的故障診斷特征提取46-50
• 4.4.1 嚙合頻率的提取47-48
• 4.4.2 邊頻帶的檢測48-50
• 4.5 軸的故障診斷特征提取50-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 第五章 實例驗證52-62
• 5.1 正常運行情況下信號驗證52-55
• 5.2 齒輪點蝕情況下信號驗證55-59
• 5.3 入料濕度大情況下信號驗證59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62
• 6.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67-68
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果68-69

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