基于階比跟蹤的齒輪箱故障診斷方法研究.pdf

1、齒輪箱是重要的動(dòng)力傳動(dòng)部件之一，齒輪故障可能會(huì)引起動(dòng)力傳遞失效，進(jìn)而導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。狀態(tài)監(jiān)測(cè)能夠有效識(shí)別機(jī)器狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障征兆，降低故障發(fā)生率，因此對(duì)齒輪箱的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是意義重大的。很多設(shè)備，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和斗輪挖掘機(jī)等都工作在變載荷和變轉(zhuǎn)速工況下，它們產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)存在相當(dāng)程度上的幅值調(diào)制和頻率調(diào)制，傳統(tǒng)的信號(hào)處理方法不能處理這種情況，因此變工況下的齒輪故障診斷方法亟需研究。本文以齒輪箱為研究對(duì)象，研究了時(shí)域同步平均方法在齒輪故障診斷

2、中的應(yīng)用，并進(jìn)一步針對(duì)變轉(zhuǎn)速下的特殊性，研究了基于相位解調(diào)的階比跟蹤方法。主要內(nèi)容如下:
　　1)首先分析了主要的齒輪故障形式及其產(chǎn)生機(jī)理，并根據(jù)齒輪箱中存在的振動(dòng)源的特征建立齒輪箱振動(dòng)信號(hào)的數(shù)學(xué)模型以用于后續(xù)的數(shù)據(jù)仿真。同時(shí)對(duì)各失效形式可能對(duì)應(yīng)的信號(hào)特征進(jìn)行了分析，并據(jù)此進(jìn)行齒輪的故障診斷。
　　2)通過(guò)對(duì)時(shí)域同步平均原理的分析證明其能有效降低隨機(jī)噪聲并排除其他成分的干擾，存在最優(yōu)同步平均次數(shù)能將非同步周期成分完全消除;分

3、析基于時(shí)域同步平均的特征提取方法，使用實(shí)測(cè)信號(hào)驗(yàn)證了各特征的效果，其中FM4、NA4和NB4能夠檢測(cè)出裂紋初期故障，NA4和NB4可以監(jiān)測(cè)故障的發(fā)展。
　　3)由于通過(guò)相位解調(diào)得到的相位時(shí)間關(guān)系具有相當(dāng)高的精度，本文研究了兩種基于相位解調(diào)的階比跟蹤技術(shù)。通過(guò)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析得出提出的方法的能夠用于大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍，具有較好的階比跟蹤效果。
　　4)最后對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，分析結(jié)果顯示在使用提出的階比跟蹤方法和時(shí)域同步