基于全矢譜技術(shù)的高速齒輪故障診斷研究.pdf

1、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是各種機(jī)器設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞裝置,其動(dòng)力性能對(duì)整個(gè)機(jī)器有重要影響。為了提高傳動(dòng)效率,齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)普遍向高速、重載方向發(fā)展,在傳動(dòng)過程中由于線速度高和載荷大帶來的振動(dòng)、噪聲、變形等因素嚴(yán)重影響機(jī)組整體的安全性和穩(wěn)定性。所以對(duì)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能及其故障診斷的研究是我國基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展的迫切需要。高速齒輪與普通齒輪相比有許多特點(diǎn),不僅其圓周速度高,通常以極高的頻率交替嚙合來傳遞功率,而且要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),安全可靠。齒輪由

2、于磨損、點(diǎn)蝕、制造和安裝誤差等因素,使齒輪在嚙合過程中不可避免的產(chǎn)生了沖擊和振動(dòng)。又由于齒輪常常在高速重載下連續(xù)工作,容易受到損害并誘發(fā)故障,因此對(duì)齒輪故障進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測具有重要意義。但在傳統(tǒng)的齒輪故障診斷中,僅依賴于單一的傳感器和單一的信號(hào)處理方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以在此基礎(chǔ)上提出了本課題研究的基于全矢譜技術(shù)的高速齒輪故障診斷。信息融合技術(shù)在設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用研究已取得較大成效。許多研究是依據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的回轉(zhuǎn)特性而展開的。
　　本文

3、介紹了基于信息融合的全矢譜技術(shù),從其數(shù)值算法到圖譜表達(dá)及其在故障診斷工作中的先進(jìn)性,進(jìn)一步說明了全矢譜分析技術(shù)具有全面、直觀、易拓展的特點(diǎn)。本課題主要以高速齒輪為研究對(duì)象,通過對(duì)其轉(zhuǎn)子振動(dòng)和齒輪嚙合情況的研究,采用多通道動(dòng)態(tài)信號(hào)的融合分析方法,來實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪的故障診斷。即利用全矢譜技術(shù)的信息融合方法,更真實(shí)、更可靠地反映高速齒輪的振動(dòng)信號(hào)。如文中采用全矢功率譜對(duì)齒輪故障進(jìn)行診斷,不但實(shí)現(xiàn)了信息全面和高分辨率的特點(diǎn),而且對(duì)齒輪的大面積磨損、

4、點(diǎn)蝕等均勻故障有比較明顯的分析效果。對(duì)于具有復(fù)雜調(diào)制源的齒輪故障信號(hào),全矢倒頻譜可識(shí)別復(fù)雜頻譜圖上的周期結(jié)構(gòu),能夠分離和提取出密集泛頻信號(hào)中的周期成分,對(duì)具有周期成分及多成分邊頻的齒輪故障信號(hào)的識(shí)別較為有效。
　　針對(duì)齒輪故障的復(fù)雜調(diào)制信號(hào),本文提出了全矢Hilbert解調(diào)技術(shù)的新方法,探討了多傳感器融合信號(hào)的全矢Hilbert解調(diào)的定義和算法,研究表明,全矢Hilbert解調(diào)方法具有清晰的理論意義,改善了傳統(tǒng)單通道信號(hào)Hilbe