【摘要】： 本文旨在比較各種時頻分析方法在齒輪和滾動軸承故障特征提取中的效果,找出適宜的特征提取方法。為此,建立了齒輪箱故障實驗裝置,模擬了不同的齒輪故障和滾動軸承故障,介紹了齒輪和滾動軸承特征頻率的分布特點和計算方法。 文中首先通過時域和頻域指標對正常與故障信號進行比較。再通過包絡解調分析和倒頻譜分析對故障信號進行特征提取,通過分析得出包絡譜利用希爾波特變換能將與故障有關的信號從高頻調制信號中提取出來,從而避免了與其它低頻信號干擾的混淆,對調制信號的解調具有較好的效果。倒頻譜通過傅立葉變換能使原來譜圖上成族的邊頻譜線簡化為倒頻譜上的單根譜線,從而使頻譜中的復雜周期成分變得清晰易辨。對于分析具有多成分邊頻的復雜信號,能夠找出功率譜上不易發(fā)現的問題,具有較好的效果。 在實際工程應用中,大量的信號都是非平穩(wěn)和非線性的隨機信號。本論文所研究的齒輪箱在故障狀態(tài)下所產生的信號是非平穩(wěn)的隨機信號,針對齒輪箱在工作過程中易出現的斷齒故障,在轉速、負載、測點位置變化的情況下,利用短時傅立葉變換、Choi—Williams分布分別對上述信號進行了特征提取。比較了各種因素影響下的效果,得到上述方法對于提取齒輪故障的特征信息雖然直觀,但是效果并不理想。 本文又選用斷齒、齒面磨損、滾動軸承外圈和內圈劃痕故障信號,分別利用小波變換和EMD方法分解進行分解,再通過包絡譜和邊際譜進行特征提取,將兩者的效果進行比較。得出對于齒輪故障,利用小波分解以后作包絡譜進行特征提取得到了較好的效果,利用EMD分解以后作邊際譜效果沒有前者的好。但是對于滾動軸承的內圈和外圈劃痕故障,利用上述的兩種方法進行特征提取,效果都不理想。 針對Wigner分布對多分量信號存在交叉項的問題,利用基于EMD的Wigner分布方法對數字仿真振動信號進行驗證,得到此方法對交叉項的抑制效果很好。同時利用基于局部Hilbert邊際譜的方法對滾動軸承內圈和外圈劃痕故障信號進行特征提取,達到比較好的效果。
【圖文】：

減速器的上蓋靠近軸承座處，用來采集齒輪箱的振動加速度信號;把渦流傳感器置于齒輪箱輸入軸軸端凸臺側面，用來采集主動齒輪1的轉速，，其測試系統(tǒng)及傳感器測點具體布置情況如圖2一l所示:

速等因素的變化比較敏感。用無量綱參數來判斷故障基本上不受轉速和載荷等因素響，無需考慮相對標準值或與以前的數據進行比較。另外，它們不受信號絕對水平響，所以即使測點同以往的地方略有變動，也不致對診斷結果產生太大的影響。經到的無量綱特征參數有峰值因子(CrestFactor)、峭度(K盯tosis)、裕度系數(L沖因子(J)等[’31。利用時域參數可以快速實現對設備簡易診斷，即判斷是否存在故故常用于對齒輪或滾動軸承的在線監(jiān)測。3.2頻域分析分析故障類型、故障位置以及故障嚴重程度時，需要對齒輪的振動信號進行頻析，根據頻譜圖中的頻率成分以及各有關頻率成分的幅值大小進行進一步診斷。例齒輪的振動信號分析中，常用到的頻域參數有重心頻率FC、均方頻率MSF、均方根RMSF、頻率方差VF、頻率標準差RvF等f’41。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH132.41

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 崔曉靜;黃晉英;;FASTICA算法在齒輪箱故障中的研究[J];煤礦機械;2011年01期

2 季忠;黃捷;秦樹人;;提升小波在齒輪箱故障診斷中的應用[J];振動.測試與診斷;2010年03期

3 姜洪開,何正嘉,段晨東,陳雪峰;自適應冗余第2代小波設計及齒輪箱故障特征提取[J];西安交通大學學報;2005年07期

4 魯艷軍;陳漢新;賀文杰;尚云飛;陳緒兵;;基于混合特征提取和WNN的齒輪箱故障診斷[J];武漢工程大學學報;2011年05期

5 陳長征;程錦生;韓麗婭;李明輝;王胤龍;周勃;;基于盲源分離的齒輪箱狀態(tài)檢測與故障診斷[J];沈陽工業(yè)大學學報;2008年04期

6 軒建平;史鐵林;廖廣蘭;來五星;;利用遺傳編程提取齒輪多重故障分類特征[J];振動工程學報;2006年01期

7 謝向榮;陳洪峰;朱石堅;劉樹勇;;關聯(lián)維數在齒輪箱振動信號特征提取中的應用[J];海軍工程大學學報;2005年06期

8 陳學峰;趙質良;王金光;;基于BP神經網絡的齒輪箱故障模式識別[J];裝備制造技術;2010年10期

9 高曉清;姚竹亭;;小波-神經網絡在旋轉機械故障診斷中的應用[J];四川兵工學報;2007年05期

10 朱有劍;李建;;基于倒頻譜特征提取的齒輪箱故障診斷[J];科技廣場;2008年08期

相關會議論文 前10條

1 曹云;;高精度硬齒面艦船齒輪箱技術應用[A];中國船舶輪機發(fā)展高峰論壇論文集[C];2010年

2 王樝;;H329齒輪箱齒輪軸振動的分析[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術產業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

3 張林中;代海濤;;主軸及齒輪箱鎖緊盤設計強度校核[A];經濟發(fā)展方式轉變與自主創(chuàng)新——第十二屆中國科學技術協(xié)會年會（第二卷）[C];2010年

4 陳襄清;張淑平;;JD31-400壓力機平衡缸修復和齒輪箱安裝的改造[A];2009年促進中部崛起專家論壇暨第五屆湖北科技論壇——裝備制造產業(yè)發(fā)展論壇論文集（上）[C];2009年

5 林土勝;賴聲禮;;視網膜血管特征提取的拆支跟蹤法[A];1999年中國神經網絡與信號處理學術會議論文集[C];1999年

6 錢小聰;鄭寶玉;穆明鑫;;神經網絡聯(lián)機手寫簽名驗證[A];第十屆全國信號處理學術年會（CCSP-2001）論文集[C];2001年

7 張羽;汪源源;王威琪;余建國;林繼耕;;狹窄血管多普勒信號特征提取的實驗研究[A];21世紀醫(yī)學工程學術研討會論文摘要匯編[C];2001年

8 柳林霞;陳杰;竇麗華;;不變矩理論及其在目標識別中的應用[A];2002中國控制與決策學術年會論文集[C];2002年

9 楊日杰;施建禮;林洪文;;一種雷達視頻回波特征提取方法研究[A];中國航空學會信號與信息處理專業(yè)全國第八屆學術會議論文集[C];2004年

10 代克杰;張紅梅;盛賽斌;;基于BP網絡的故障特征提取方法研究[A];2004中國控制與決策學術年會論文集[C];2004年

相關重要報紙文章 前10條

1 牟玉紅邋段小朋;高爐水冷齒輪箱在線監(jiān)測系統(tǒng)推出[N];中國工業(yè)報;2008年

2 金小萍;杭齒:多舉措推進齒輪箱技術創(chuàng)新[N];中國船舶報;2010年

3 蕭芳雯;南高齒首批消防泵齒輪箱試行成功[N];中國水運報;2011年

4 秦宵喊;南京高齒沖刺全球風電齒輪箱前三強[N];南京日報;2007年

5 劉榮進;重齒增產風電齒輪箱　[N];中國工業(yè)報;2005年

6 記者 魏國林;北京重齒齒輪箱銷售有限公司正式掛牌成立[N];中國建材報;2006年

7 駐四川記者 楊貴全 通訊員 高志強;重慶齒輪箱公司在武漢成立全資銷售公司[N];中國建材報;2007年

8 記者　韓曉霞;GE進軍國內風機齒輪箱市場[N];中國石油報;2006年

9 齒暄;重齒新標志正式發(fā)布[N];中國船舶報;2011年

10 孫勇堅 邵輝;企業(yè)百事 納稅為先[N];中國稅務報;2006年

相關博士學位論文 前10條

1 張旗;基于屬性的圖像分類研究[D];大連海事大學;2005年

2 張立福;通用光譜模式分解算法及植被指數的建立[D];武漢大學;2005年

3 蘇彩紅;墻地磚質量自動檢測技術的研究[D];華南理工大學;2004年

4 宋余慶;醫(yī)學圖像數據挖掘若干技術研究[D];東南大學;2005年

5 宋晴;基于液滴分析技術和液滴指紋圖的液體識別方法的研究[D];天津大學;2005年

6 吳婷;自發(fā)腦電腦機接口模式識別關鍵技術與實驗研究[D];上海交通大學;2008年

7 孫真真;基于光學區(qū)雷達目標二維像的目標散射特征提取的理論及方法研究[D];中國人民解放軍國防科學技術大學;2001年

8 武子玉;礦物近紅外光譜信息提取及應用研究[D];吉林大學;2005年

9 王承;基于神經網絡的模擬電路故障診斷方法研究[D];電子科技大學;2005年

10 孫蕾;醫(yī)學圖像智能挖掘關鍵技術研究[D];西北大學;2005年

相關碩士學位論文 前10條

1 許昕;齒輪箱故障診斷在安全生產中的應用[D];中北大學;2007年

2 王翔;小波分析在拖拉機齒輪箱自動故障診斷中的應用[D];江蘇大學;2002年

3 盧衛(wèi)萍;基于小波神經網絡的齒輪箱故障診斷研究[D];燕山大學;2009年

4 張亮;風力發(fā)電機組齒輪箱早期故障診斷方法研究[D];大連理工大學;2010年

5 陳晗霄;基于虛擬儀器的大型高速齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究[D];電子科技大學;2010年

6 薛顯光;某船用齒輪箱的動態(tài)特性分析和優(yōu)化研究[D];重慶理工大學;2010年

7 付松;關于風電機齒輪箱傳動系統(tǒng)振動特性的分析研究[D];新疆大學;2011年

8 許琦;大型風力發(fā)電機齒輪箱動力學分析[D];沈陽工業(yè)大學;2011年

9 張捷;基于神經網絡的齒輪箱智能故障診斷技術的研究[D];江蘇大學;2003年

10 楊紹波;兆瓦級以上風電齒輪箱傳動系統(tǒng)的結構與性能研究[D];西華大學;2011年

本文編號：2676731