發(fā)布時(shí)間：2020-06-23 08:22

【摘要】： 在各行各業(yè)中,壓縮機(jī)越來(lái)越普遍的得到應(yīng)用,在其運(yùn)行過(guò)程中若出現(xiàn)異常狀況或發(fā)生突然故障,將導(dǎo)致生產(chǎn)線(xiàn)或生產(chǎn)設(shè)備停機(jī),造成重大經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重的甚至對(duì)人員的生命構(gòu)成威脅。因此研究壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法和理論,建立完善的壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)十分必要。本文主要針對(duì)螺桿壓縮機(jī)振動(dòng)信號(hào)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷理論和方法進(jìn)行了研究,并以LABVIEW為開(kāi)發(fā)平臺(tái),建立了壓縮機(jī)故障診斷系統(tǒng)。 本文首先對(duì)螺桿壓縮機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,并給出了螺桿壓縮機(jī)的典型故障形式及監(jiān)測(cè)診斷方法,在此基礎(chǔ)上,分析研究了振動(dòng)信號(hào)的獲取和監(jiān)測(cè)要點(diǎn)以及各種分析方法。本文的主要的分析方法有: 1.利用時(shí)域參數(shù)中的有效值、峭度指標(biāo)和裕度指標(biāo)三個(gè)參數(shù)來(lái)反映壓縮機(jī)工作狀態(tài)。 2.提出用小波能量的分布來(lái)反映壓縮機(jī)工作狀態(tài)的好壞程度。不同的工作狀態(tài)下,振動(dòng)信號(hào)的能量分布是不一樣的,在正常狀態(tài)下,能量分布均勻,當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),能量會(huì)集中在某一尺度范圍內(nèi)。 3.利用HHT分析方法對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻域分析,傳統(tǒng)的FFT分析方法只適合分析線(xiàn)性平穩(wěn)信號(hào),實(shí)際中,由于壓縮機(jī)的振動(dòng)激勵(lì)多,振動(dòng)信號(hào)往往是非平穩(wěn)信號(hào),而HHT是一種用來(lái)分析非平穩(wěn)信號(hào)的有效方法。 4.提出了基于AR模型的參數(shù)預(yù)測(cè)和支持向量機(jī)的狀態(tài)預(yù)測(cè)兩種智能狀態(tài)預(yù)測(cè)方法。為壓縮機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供了一種新的途徑。 根據(jù)壓縮機(jī)故障機(jī)理和診斷方法的研究,基于虛擬儀器的開(kāi)發(fā)平臺(tái),利用LABVIEW提供的接口,將MATLAB和LABVIEW結(jié)合起來(lái),開(kāi)發(fā)了壓縮機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的虛擬儀器系統(tǒng),主要功能有:數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)顯示、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信號(hào)分析(功率譜、相關(guān)分析、連續(xù)小波變換分析、時(shí)頻分析、HHT分析)、基于AR模型狀態(tài)預(yù)測(cè)、基于向量機(jī)故障診斷、異常信號(hào)存儲(chǔ)和回放、分析結(jié)果回放等功能;同時(shí)能對(duì)壓縮機(jī)的吸氣溫度、排氣溫度、潤(rùn)滑油溫度、冷卻水溫度、吸氣壓力、排氣壓力、冷卻水流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和越限報(bào)警; 最后,利用研制的故障試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,所搭建的虛擬儀器故障診斷系統(tǒng),各模塊能夠較好的診斷出設(shè)備狀態(tài)的好壞,驗(yàn)證了所開(kāi)發(fā)的診斷系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TH45
【圖文】：

第二章 螺桿壓縮機(jī)故障診斷方法研究壓縮機(jī)基本結(jié)構(gòu)和工作原理1. 基本結(jié)構(gòu)通常所稱(chēng)的螺桿壓縮機(jī)即指雙螺桿壓縮機(jī)，與活塞壓縮機(jī)等其它類(lèi)型的壓縮機(jī)螺桿壓縮機(jī)是一種比較新穎的壓縮機(jī)。螺桿壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示[10]。在壓縮機(jī)的機(jī)體中，平行地配置一對(duì)的螺旋形轉(zhuǎn)子。通常把節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子，稱(chēng)為陽(yáng)轉(zhuǎn)子；把節(jié)圓內(nèi)具有凹，稱(chēng)為陰轉(zhuǎn)子。一般陽(yáng)轉(zhuǎn)子與原動(dòng)機(jī)連接，由陽(yáng)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子上使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)軸向定位，并承受壓縮機(jī)的軸向力。同樣，轉(zhuǎn)子兩端的圓柱滾子軸實(shí)現(xiàn)徑向定位，并承受壓縮機(jī)的徑向力。在壓縮機(jī)機(jī)體的兩端，分別開(kāi)設(shè)一定小的孔口。一個(gè)供吸氣用，稱(chēng)著吸氣孔口；另一個(gè)供排氣用，稱(chēng)著排氣口。

圖 2-2 雙螺桿壓縮機(jī)的工作原理圖Fig.2-2 Operating principle drawing of double screw compressor桿壓縮機(jī)的工作原理是：由一對(duì)相互嚙合的陰陽(yáng)螺桿轉(zhuǎn)子在機(jī)殼內(nèi)，按一轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)工作容積縮小進(jìn)行氣體壓縮。轉(zhuǎn)子在缸體內(nèi)，開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，逐漸脫離嚙合而形成呈 V 形齒容積，這個(gè)齒間容積的擴(kuò)大，在其內(nèi)部形成，而此齒間容積又與吸氣口連通，因此空氣便在壓差作用流入其中，在隨過(guò)程中，陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒不斷從陰轉(zhuǎn)子的齒槽中脫離出來(lái)，齒間容積不斷擴(kuò)大保持著連通，當(dāng)該齒間容積達(dá)到最大值，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，此時(shí)齒間容積，齒間容積在此處與吸氣口斷開(kāi)，空氣被封閉在齒間，吸氣結(jié)束，進(jìn)入壓縮縮機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)依次完成吸氣、壓縮和排氣過(guò)程[11]。上述工作原理可以看出:螺桿壓縮機(jī)是一種工作容積作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的容積式氣氣體的壓縮依靠容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)，而容積的變化有是借助壓縮機(jī)的一對(duì)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到，其工作容積在周期性擴(kuò)大和縮小的同時(shí)，其空間位置要在機(jī)殼上合理配置吸、排氣孔口，就能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的基本工作過(guò)程——

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