平行軸系齒輪箱變工況故障診斷方法研究.pdf

1、伴隨當(dāng)代工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，齒輪箱在石化、航天、能源、運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)中擔(dān)當(dāng)著越來(lái)越重要的角色。但由于自身結(jié)構(gòu)及工作環(huán)境等原因，齒輪箱發(fā)生故障的頻次往往較高，由故障引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失及安全威脅也較為嚴(yán)重，因此，針對(duì)齒輪箱開(kāi)展故障診斷領(lǐng)域的相關(guān)研究意義重大。以常見(jiàn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)為例，通常其齒輪箱內(nèi)部構(gòu)造十分復(fù)雜，同時(shí)含有定軸輪系以及行星輪系。行星齒輪系中齒輪與軸承的位置及運(yùn)轉(zhuǎn)方法與定軸齒輪系完全不同，且振動(dòng)傳遞路徑更為復(fù)雜，故障響應(yīng)更為微弱，這都給其故障

2、診斷增大了相當(dāng)大的難度。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，本文首先推導(dǎo)了行星輪系齒輪與軸承故障的振動(dòng)信號(hào)模型，計(jì)算了相應(yīng)的故障特征頻率，并分析了齒輪及軸承故障的傅里葉頻譜及包絡(luò)解調(diào)譜特征;在此基礎(chǔ)上，利用風(fēng)力渦輪機(jī)故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)、Compact RIO數(shù)采硬件及應(yīng)用LABVIEW開(kāi)發(fā)的數(shù)采軟件，以傅里葉頻譜及包絡(luò)解調(diào)譜分析為主要手段，對(duì)定軸齒輪故障、行星齒輪故障、定軸軸承故障、行星軸承故障及多種復(fù)合型故障在變工況下振動(dòng)信號(hào)的特征進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。

3、而后以廣東某風(fēng)電機(jī)組及吉林某風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際案例分析，進(jìn)一步論證了以傅里葉頻譜及包絡(luò)解調(diào)譜分析為代表的振動(dòng)層面的研究方法在工程領(lǐng)域齒輪箱故障診斷相關(guān)工作中的廣泛運(yùn)用。
　　在風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行期間，風(fēng)速和風(fēng)向始終是變化的，齒輪箱所受的慣性力、彈性力等交變載荷也是不穩(wěn)定的。本文分別研究了變轉(zhuǎn)速、變扭矩載荷、變徑向負(fù)載的時(shí)變工況對(duì)齒輪箱振動(dòng)特征識(shí)別的影響，以求為工程領(lǐng)域中選擇適當(dāng)工況進(jìn)行振動(dòng)特征提取、狀態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)警線合理設(shè)置以及機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)判定