立式輥磨機(jī)故障信號(hào)提取與處理方法研究.pdf

1、重大機(jī)械裝備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)對(duì)于保障機(jī)械設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行有至關(guān)重要的作用。故障診斷系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集、特征提取、診斷決策三大部分組成。故障信號(hào)的特征提取用于從原始信號(hào)中提取可以區(qū)分設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)鍵特征量，在整個(gè)故障診斷過(guò)程中起到非常關(guān)鍵作用。
　　立式輥磨機(jī)是水泥建材行業(yè)中的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，主要用于水泥熟料的磨碎和烘干。由于立式輥磨機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)常運(yùn)行在重載、高溫、高壓狀態(tài)和腐蝕性強(qiáng)、電磁熱輻射干擾強(qiáng)烈以及多場(chǎng)耦合等復(fù)雜惡

2、劣工況中，系統(tǒng)關(guān)鍵部位的應(yīng)力應(yīng)變和振動(dòng)等狀態(tài)物理量的變化呈現(xiàn)出隨機(jī)性、多維性、時(shí)變性、耦合性和非線(xiàn)性，目前對(duì)于立式輥磨機(jī)這一大型專(zhuān)用設(shè)備的整體狀態(tài)感知和故障診斷研究目前還比較少見(jiàn)。
　　本文以立式輥磨機(jī)殼體為研究對(duì)象，對(duì)立式輥磨機(jī)殼體進(jìn)行有限元建模分析，研究了立式輥磨機(jī)結(jié)構(gòu)特性和殼體故障機(jī)理。利用短時(shí)傅里葉變換、小波分析等時(shí)頻域分析方法，對(duì)采集到的立式輥磨機(jī)殼體振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析處理，提取能明顯區(qū)別設(shè)備正常與異常狀態(tài)的特征參量，設(shè)計(jì)

3、了適用于立式輥磨機(jī)殼體振動(dòng)的故障特征提取方法，為進(jìn)一步的故障診斷提供依據(jù)。最后，基于Java Web技術(shù)，設(shè)計(jì)了B/S架構(gòu)的立式輥磨機(jī)光纖光柵多傳感器信息融合安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件部分，完成了系統(tǒng)中信號(hào)存儲(chǔ)、信號(hào)處理相應(yīng)模塊的設(shè)計(jì)、編碼、調(diào)試工作。
　　本文的主要內(nèi)容如下：
　?。?）對(duì)立式輥磨機(jī)進(jìn)行有限元分析。根據(jù)立式輥磨機(jī)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)立式輥磨機(jī)殼體進(jìn)行有限元建模。在對(duì)結(jié)構(gòu)適當(dāng)簡(jiǎn)化的前提下，利用有限元分析軟件ANSYS得到立

4、式輥磨機(jī)殼體的模態(tài)和振型，對(duì)殼體進(jìn)行有限元隨機(jī)振動(dòng)仿真。弄清立式輥磨機(jī)殼體振動(dòng)機(jī)理，為故障信號(hào)特征提取提供依據(jù)。
　?。?）基于短時(shí)傅里葉變換和小波包變換，提出了兩種適用于立式輥磨機(jī)故障診斷的振動(dòng)信號(hào)特征提取方法。利用MATLAB進(jìn)行仿真試驗(yàn)，仿真結(jié)果表明算法對(duì)于立式輥磨機(jī)殼體振動(dòng)信號(hào)故障特征提取具有良好的性能。
　?。?）使用Java Web技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了立式輥磨機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采集和信號(hào)處理特征提取模塊