旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障機(jī)理與故障特征提取技術(shù)研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷是近年來國內(nèi)外發(fā)展較快的一門新興技術(shù)。大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)的研究與應(yīng)用對于避免巨額的經(jīng)濟(jì)損失和災(zāi)難性事故的發(fā)生有著重要意義。在故障診斷的發(fā)展過程中，人們發(fā)現(xiàn)最重要、最關(guān)鍵而且也最困難的問題就是故障特征信息提取。這是故障診斷中的瓶頸問題，直接關(guān)系到故障診斷的準(zhǔn)確率和故障早期預(yù)報(bào)的可靠性。因此，為了從根本上解決故障特征信息提取這個(gè)關(guān)鍵問題，必須借助于信息處理、特別是現(xiàn)代信號處理的理論方法和技術(shù)手段，探索故障特征信息

2、提取的途徑，發(fā)展新的故障診斷理論和技術(shù)。
　　 本論文結(jié)合國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號：50375014、50575016)展開，以旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)為研究對象，研究了旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見故障的故障機(jī)理，并通過Bently轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行了相應(yīng)的故障模擬，開發(fā)了基于轉(zhuǎn)子振動(dòng)信號提純和軸心軌跡的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障特征提取技術(shù)。該振動(dòng)信號特征提取技術(shù)具有計(jì)算量少、準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)。全文主要內(nèi)容如下：
　　 第一章主要闡述了大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測和故

3、障診斷技術(shù)研究的意義，綜述了旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障特征提取技術(shù)的方法和研究現(xiàn)狀，分析了國內(nèi)外振動(dòng)監(jiān)測技術(shù)發(fā)展趨勢。最后，提出了論文的研究目標(biāo)，概括了論文的研究內(nèi)容。
　　 第二章主要研究了旋轉(zhuǎn)機(jī)械常見故障的故障機(jī)理，以及故障特征，其中包括幅值特征、頻率特征以及軸心軌跡與故障之間的對應(yīng)關(guān)系。
　　 第三章研究了旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸心軌跡特征提取技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用。第一部分重點(diǎn)研究了基于傅立葉描述子、改進(jìn)不變矩、以及幾何特征方法的故障特征提

4、取技術(shù)，其中基于幾何特征方法中引入了交點(diǎn)和圓環(huán)數(shù)兩個(gè)特征值，并且應(yīng)用細(xì)長度、彎曲度、圓環(huán)長徑比和幅角跨度比作為將圖形特征細(xì)化的特征參量。并在MATLAB7.0平臺下仿真并模擬了一套基于幾何特征并結(jié)合傅立葉描述子、改進(jìn)不變矩特征的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障特征提取綜合系統(tǒng)。第二部分主要對各種濾波器進(jìn)行分析研究。對各種數(shù)字濾波方法進(jìn)行了闡述和比較，結(jié)合前人文獻(xiàn)提及的關(guān)于特定故障對應(yīng)的特征頻率的理論，選擇合適的濾波帶，去除混雜在軸心軌跡信號中的高頻信號，來