變工況齒輪箱振動信號處理與故障診斷方法研究.pdf

1、齒輪箱在運行過程中，轉(zhuǎn)速和負載都會發(fā)生變化，是在一種變工況條件下運行，各種振動因素綜合起來，得到的振動信號必然是非線性的多分量信號。因此，如何更有效地提取變工況齒輪箱故障信號是目前研究的熱點和難點。研究了常用于非穩(wěn)態(tài)信號分析的方法:小波變換、包絡(luò)譜、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解以及魏格納分布信號處理方法等，比較了這些方法在非穩(wěn)態(tài)信號分析中的優(yōu)缺點，并對小波閾值去噪、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解以及快速獨立分量分析方法作出了改進。在試驗臺上對變工況齒輪箱故障信號進行了模

2、擬，對其進行了特征提取并驗證了部分信號分析方法的可行性。
　　 首先，采用傳統(tǒng)頻譜方法對仿真信號分析，討論了傳統(tǒng)頻譜方法處理非穩(wěn)態(tài)信號時的不足。利用時頻分析方法對仿真信號進行分析，結(jié)果表明，單獨利用一種時頻分析方法來分析非穩(wěn)態(tài)信號存在一定的局限性。因此，處理非穩(wěn)態(tài)信號時需多種時頻分析方法相結(jié)合使用，才能更有效地分析故障信號。
　　 其次，在齒輪箱變載的工況下，負載的變化對故障信號頻率影響不大，只對頻譜圖中的幅值影響比較明

3、顯。因此，重點研究了齒輪箱變速的非穩(wěn)態(tài)工況下信號特征及其提取方法。由于變工況齒輪箱中振動信號頻率成分較為復(fù)雜，通過采用改進的快速獨立分量分析方法對齒輪和軸承故障信號進行信噪分離，從而達到準確提取信號特征的目的。在齒輪箱變速的非穩(wěn)態(tài)工況下，當速度變化較小時，采用小波包絡(luò)譜分析方法較為有效。當速度變化較為劇烈時，采用修正的經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解和魏格納分布分析方法，能準確地提取該工況下齒輪箱信號特征。利用Matlab中的GUI功能設(shè)計的信號分析系統(tǒng)，