【摘要】：往復(fù)壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于石油化工工業(yè)等領(lǐng)域,保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行是設(shè)備維護(hù)工作的重點(diǎn),因此開展往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷的研究工作有著重要的現(xiàn)實(shí)意義與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。雖然近年來機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究在國內(nèi)外得到了較大發(fā)展,但是由于往復(fù)壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、激勵(lì)源眾多等特點(diǎn),使測試信號(hào)具有較強(qiáng)的非平穩(wěn)性,而現(xiàn)有的信號(hào)分析方法在處理非平穩(wěn)信號(hào)時(shí)存在時(shí)頻分辨率低等缺陷,使得往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷技術(shù)至今仍未達(dá)到實(shí)用程度。而Hilbert-Huang變換(HHT)方法的出現(xiàn),為非平穩(wěn)信號(hào)的分析提供了新方法,也為往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷提供了新手段,但其存在的缺陷仍然難以滿足實(shí)際應(yīng)用。為了使HHT方法能夠有效地應(yīng)用于往復(fù)壓縮機(jī)故障診斷,本文以2D12型往復(fù)壓縮機(jī)為研究對象,結(jié)合HHT方法的優(yōu)缺點(diǎn),針對往復(fù)壓縮機(jī)的故障診斷技術(shù)開展了一系列研究工作。 首先對往復(fù)壓縮機(jī)的基本工作原理、主要部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析,指出了往復(fù)壓縮機(jī)測試信號(hào)的強(qiáng)非平穩(wěn)性,提出了適于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及氣閥振動(dòng)的分析數(shù)據(jù)選取原則。 其次,通過HHT方法與小波(包)變換等傳統(tǒng)信號(hào)處理方法對調(diào)幅、調(diào)頻及調(diào)頻調(diào)幅等仿真信號(hào)的大量對比分析,指出HHT方法更適于分析非平穩(wěn)信號(hào),可以用于往復(fù)壓縮機(jī)的故障診斷。 接著,對HHT方法在仿真分析及往復(fù)壓縮機(jī)實(shí)際測試信號(hào)分析中出現(xiàn)的端點(diǎn)效應(yīng)、模態(tài)混疊、虛假模態(tài)及模態(tài)裂解缺陷,在分析了產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上,提出了相應(yīng)的解決方法,主要體現(xiàn)在：(1)根據(jù)實(shí)際測試數(shù)據(jù)點(diǎn)較多的特點(diǎn),提出了在分析數(shù)據(jù)始末兩端設(shè)置“污染隔離區(qū)”的方法；(2)根據(jù)往復(fù)壓縮機(jī)測試信號(hào)中由于具有脈沖信息及頻率成分接近導(dǎo)致模態(tài)混疊的現(xiàn)象,提出了分段三次Hermite插值多項(xiàng)式法替代傳統(tǒng)的三次樣條插值法構(gòu)造極值包絡(luò)線；(3)根據(jù)往復(fù)壓縮機(jī)測試信號(hào)因高頻噪聲等因素的影響使固有模態(tài)函數(shù)出現(xiàn)模態(tài)裂解現(xiàn)象,提出了局部信號(hào)毛刺消除法；(4)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法產(chǎn)生的虛假模態(tài)現(xiàn)象及往復(fù)壓縮機(jī)測試信號(hào)的非平穩(wěn)性,提出了去除虛假模態(tài)的局部相關(guān)分析法。經(jīng)仿真分析表明,以上四種方法均有效解決了HHT方法的缺陷,促進(jìn)了其應(yīng)用于往復(fù)壓縮機(jī)的故障診斷。 最后,根據(jù)以上仿真分析成果,將HHT方法應(yīng)用于往復(fù)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障診斷,從時(shí)頻分析角度有效診斷了連桿大頭瓦間隙大、連桿小頭瓦間隙大與十字頭間隙大三種故障,驗(yàn)證了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障診斷分析數(shù)據(jù)選取原則的正確性,降低了測點(diǎn)過多導(dǎo)致故障診斷的難度；根據(jù)最大熵譜分析適于短數(shù)據(jù)分析的優(yōu)點(diǎn)及噪聲對該方法的影響,結(jié)合HHT方法自適應(yīng)去噪的優(yōu)勢,提出了基于HHT與最大熵譜分析的方法,較好地應(yīng)用于往復(fù)壓縮機(jī)氣閥故障診斷中,結(jié)果表明隨著氣閥狀態(tài)的不同,氣閥的特征頻率也具有明顯的差別。
【圖文】：

來說明氣閥故障的分析數(shù)據(jù)選取原則。圖中A點(diǎn)為外止點(diǎn)，蓋側(cè)氣缸內(nèi)氣體在活塞作用下歷經(jīng)膨脹(A一B)、吸氣(B一C)、壓縮(C一D)與排氣(D一E)四個(gè)過程構(gòu)成一個(gè)工作循環(huán)(圖2.8中粗實(shí)線HE所示)。在膨脹過程中，吸氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)，所以在圖中A一B階段的吸氣閥閥蓋振動(dòng)加速度幅值較小。在吸氣階段，吸氣閥閥片在缸內(nèi)外壓差力與氣閥彈簧力等共同作用下，由B點(diǎn)開啟，撞向升程限制器，此時(shí)形成了第一個(gè)較大的沖擊波峰，經(jīng)過若干次反彈后，，最后緊貼在升程限制器上。當(dāng)吸氣過程終了時(shí)，吸氣閥在C點(diǎn)開始關(guān)閉，吸氣閥閥片在缸內(nèi)外壓力差與氣閥彈簧力等共同作用下，落回并撞擊閥座，所以在圖中Cl處形成了沖擊波形

第三章HHT方法分析、(&)一:(fn)一藝fn。一竿n二0k=0，1，一，刀‘1扭(k)}的離散傅里葉逆變換為:1織，、i竺n九一云乞X認(rèn)為“湯，k=0n=0，1，…，乃入1.4)中，n是對時(shí)域的離散化，k是對頻域的離散化，并且它們都是以N傅里葉變換序列{x(的}是以2二為周期，且具有共扼對稱性。里葉變換的公式可以知道其物理意義是，把信號(hào)式O分解成許多不同函數(shù)的線性疊加，實(shí)現(xiàn)時(shí)域向頻域的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而可以對信號(hào)進(jìn)行分析。的離散化數(shù)據(jù)點(diǎn)的范圍可以看出，這種轉(zhuǎn)換是在全時(shí)域的條件下進(jìn)行個(gè)弊端，即不適于分析具有頻率時(shí)變的非平穩(wěn)信號(hào)。舉兩個(gè)例子來說用性及局限性。lll‘41.1件!444
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH45

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 翟進(jìn)乾;配電線路在線故障識(shí)別與診斷方法研究[D];重慶大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2623615