旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障同步振動模型及無線振動傳感系統(tǒng)的研究.pdf

1、設(shè)備故障診斷對減小機(jī)械設(shè)備故障頻率，控制保養(yǎng)費用起著重要的作用。隨著對生產(chǎn)設(shè)備狀況監(jiān)測的需求不斷增強，出現(xiàn)了對生產(chǎn)設(shè)備的某一部件狀態(tài)進(jìn)行精密、持續(xù)性監(jiān)測的要求。傳統(tǒng)故障檢測方法將傳感器放置在設(shè)備外表面或者設(shè)備中固定的元件上，只能通過各種分析方法處理振動信號對設(shè)備進(jìn)行故障診斷，分析難度大。本文建立了旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障同步振動模型，設(shè)計一款可放置在旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部軸上的無線振動傳感系統(tǒng)，更加靠近故障源，提高原始采集信號的信噪比，方便進(jìn)行設(shè)備故障診斷。

2、
　　本文根據(jù)設(shè)計應(yīng)用需求，確定了將無線振動傳感系統(tǒng)放置在軸上的方案。針對齒輪箱中齒根裂紋故障以及齒面磨損等故障，分析了旋轉(zhuǎn)測量以及齒輪故障振動共同作用下對傳感器采集到的信號的幅值調(diào)制以及頻率調(diào)制作用，推導(dǎo)了在將傳感器放置在軸上時采集到的故障信號振動狀態(tài)以及得到了新的故障頻率，并針對齒輪故障特征提出了在分析齒輪故障時A-B軸測量方法。同時面對滾動軸承內(nèi)圈、外圈點蝕故障，分析了與傳統(tǒng)測量方式相比，軸上旋轉(zhuǎn)測量的優(yōu)劣。并根據(jù)軸上旋轉(zhuǎn)測

3、量的要求，設(shè)計了包含傳感器、ADC、處理器等的模塊化無線振動傳感系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，完成了PCB的設(shè)計、打樣與樣機(jī)的制作，并基于Arduino平臺編寫了無線振動傳感系統(tǒng)的底層驅(qū)動以及任務(wù)控制程序。
　　最后，對本次設(shè)計的無線振動傳感系統(tǒng)性能進(jìn)行了測試，并將其安裝在軸上對齒輪齒根裂紋故障、齒面不同程度磨損、軸承內(nèi)圈故障進(jìn)行了檢測，與傳統(tǒng)外置壓電式傳感器進(jìn)行結(jié)果對比。結(jié)果表明，該無線振動傳感系統(tǒng)性能較為優(yōu)秀，能夠滿足旋轉(zhuǎn)機(jī)械內(nèi)部的故障診斷