變工況齒輪箱振動(dòng)信號(hào)處理與故障診斷方法研究.pdf

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

2、擬，對(duì)其進(jìn)行了特征提取并驗(yàn)證了部分信號(hào)分析方法的可行性。
　　 首先，采用傳統(tǒng)頻譜方法對(duì)仿真信號(hào)分析，討論了傳統(tǒng)頻譜方法處理非穩(wěn)態(tài)信號(hào)時(shí)的不足。利用時(shí)頻分析方法對(duì)仿真信號(hào)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，單獨(dú)利用一種時(shí)頻分析方法來(lái)分析非穩(wěn)態(tài)信號(hào)存在一定的局限性。因此，處理非穩(wěn)態(tài)信號(hào)時(shí)需多種時(shí)頻分析方法相結(jié)合使用，才能更有效地分析故障信號(hào)。
　　 其次，在齒輪箱變載的工況下，負(fù)載的變化對(duì)故障信號(hào)頻率影響不大，只對(duì)頻譜圖中的幅值影響比較明

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