本文關鍵詞：大型旋轉機械運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 減速機 狀態(tài)監(jiān)測 數(shù)據采集 數(shù)字濾波 數(shù)據處理

【摘要】：機械設備故障突發(fā)是目前亟待解決的問題，避免設備因故障臨時停機不僅有利于提高生產效率，，而且有益于降低維修成本和實現(xiàn)設備全生命周期管理。采用狀態(tài)監(jiān)測的方式進行故障早期診斷已成為重要的研究方向。本文針對水泥生產線連續(xù)運行要求高、停機經濟損失巨大的實際問題，對回轉窯主減速機的典型故障形式及其振動特征進行深入分析，在此基礎上確定了減速機運行狀態(tài)監(jiān)測方案，應用數(shù)字濾波器對在線采集到的強耦合信號濾波處理，研究用于故障信號頻譜分析的多源狀態(tài)監(jiān)測信號處理方法，最終設計狀態(tài)監(jiān)測軟硬件系統(tǒng)實現(xiàn)在線監(jiān)測的目的。 首先，研究減速機內部主要傳動零部件，齒輪、滾動軸承和軸的典型故障形式，總結出減速機的振動信號成分主要分布在轉速頻率、嚙合頻率和固有振動頻率的基頻及諧波附近。根據減速機的結構尺寸、運行工況，可以計算出具體的故障頻率范圍。 其次，為了從嘈雜的原始信號中提取出有用的故障特征信號，消減系統(tǒng)本身的波動以及外界環(huán)境的干擾，向后續(xù)的頻譜分析環(huán)節(jié)提供高信噪比信號。重點研究了數(shù)字濾波器的設計方法，提出模擬低通濾波器和數(shù)字濾波器相結合的濾波方式，在滿足抗混疊性能要求的前提下，簡化多頻帶濾波器的設計。 再次，狀態(tài)監(jiān)測的本質是特征識別，將實測振動信號繪制成的圖譜與故障狀態(tài)下的圖譜進行對比，從而判定設備的狀態(tài)。本文采用多源狀態(tài)監(jiān)測信號的圖譜監(jiān)測方法，充分地挖掘信號中隱含的狀態(tài)信息。研究整周期同步數(shù)據采樣技術，對相位信號進行微分處理得到周期起止點，在周期內對振動信號進行重新采樣，有效地避免了頻譜泄露現(xiàn)象。 最后，以JH800C-306W-31.5型減速機為監(jiān)測對象，根據分析計算和力錘試驗結果確定監(jiān)測參數(shù)。選擇傳感器和數(shù)據采集卡搭建狀態(tài)監(jiān)測硬件系統(tǒng)，采用C++和MATLAB開發(fā)狀態(tài)監(jiān)測軟件系統(tǒng)，通過現(xiàn)場測試初步驗證了該原型系統(tǒng)的性能。 綜上所述，本文對回轉窯主減速機的狀態(tài)監(jiān)測技術進行了系統(tǒng)的研究，在減速機故障機理研究、狀態(tài)監(jiān)測信號濾波、多源狀態(tài)監(jiān)測信號處理和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)等方面取得了一定的成果，解決了大型旋轉機械由停機維修、計劃維修向狀態(tài)維修過渡的技術難題。
【關鍵詞】：減速機 狀態(tài)監(jiān)測 數(shù)據采集 數(shù)字濾波 數(shù)據處理
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP274;TH165.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 研究目的10-12
• 1.1.3 研究意義12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 狀態(tài)監(jiān)測技術的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 數(shù)據采集技術的研究現(xiàn)狀14
• 1.2.3 數(shù)據處理技術的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀淺析16
• 1.3 研究內容16-17
• 第2章 減速機狀態(tài)監(jiān)測總體方案17-30
• 2.1 減速機的典型故障研究17-20
• 2.1.1 齒輪的典型故障形式17-18
• 2.1.2 滾動軸承的典型故障形式18-19
• 2.1.3 轉軸的典型故障形式19-20
• 2.2 減速機的振動特征分析20-27
• 2.2.1 齒輪的振動特征分析20-22
• 2.2.2 軸承的振動特征分析22-25
• 2.2.3 轉軸的振動特征分析25-26
• 2.2.4 減速機的振動特征分析26-27
• 2.3 減速機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計27-29
• 2.3.1 體系結構設計27-28
• 2.3.2 功能模塊設計28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第3章 狀態(tài)監(jiān)測信號濾波30-41
• 3.1 濾波器概述30-31
• 3.2 數(shù)字濾波器設計31-36
• 3.2.1 有限長沖激響應濾波器設計32-34
• 3.2.2 無限長沖激響應濾波器設計34-36
• 3.3 采用 MATLAB 實現(xiàn)數(shù)字濾波器36-40
• 3.3.1 有限長沖激響應濾波器實現(xiàn)37-38
• 3.3.2 無限長沖激響應濾波器實現(xiàn)38-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第4章 多源狀態(tài)監(jiān)測信號處理41-48
• 4.1 基于單源信號的頻譜分析41-43
• 4.1.1 振動信號的時頻域變換41-42
• 4.1.2 單源振動信號的典型圖譜42-43
• 4.2 基于多源信號的頻譜分析43-45
• 4.2.1 多源振動信號的合成圖譜43-44
• 4.2.2 相位與振動信號的關系44-45
• 4.3 整周期同步數(shù)據重采樣45-47
• 4.3.1 整周期采樣的基本原理45-46
• 4.3.2 相位信號的周期劃分46
• 4.3.3 振動信號的整周期采樣46-47
• 4.4 本章小結47-48
• 第5章 減速機狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)48-62
• 5.1 狀態(tài)監(jiān)測實施48-51
• 5.1.1 減速機結構分析48-50
• 5.1.2 振動監(jiān)測點的選擇50-51
• 5.1.3 監(jiān)測參數(shù)的選擇51
• 5.2 硬件系統(tǒng)實現(xiàn)51-55
• 5.2.1 硬件系統(tǒng)結構51-52
• 5.2.2 振動傳感器的選擇52-53
• 5.2.3 轉速傳感器的選擇53-54
• 5.2.4 數(shù)據采集卡的選擇54
• 5.2.5 硬件的安裝與調試54-55
• 5.3 軟件系統(tǒng)實現(xiàn)55-61
• 5.3.1 軟件系統(tǒng)結構55-56
• 5.3.2 開發(fā)平臺選擇56-57
• 5.3.3 用戶管理模塊57
• 5.3.4 信息維護模塊57-58
• 5.3.5 時域顯示模塊58-59
• 5.3.6 數(shù)據濾波模塊59-60
• 5.3.7 數(shù)據導出模塊60-61
• 5.4 本章小結61-62
• 結論62-63
• 參考文獻63-70
• 致謝70

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本文編號：789807