基于时域同步平均算法的行星齿轮箱故障诊断技术研究
发布时间：2021-11-02 11:49
现代机械设备逐渐趋向复杂、大型、多用途方向发展,齿轮箱作为旋转机械核心传动部件之一其运行状态对整个系统的正常运行起决定性作用。行星齿轮箱具有较定轴轮系的齿轮箱更复杂的结构,故对于齿轮箱的故障诊断技术多建立在定轴轮系的基础之上,对行星齿轮箱的故障诊断技术起步较晚且尚未成熟。在工程实际中,故障诊断的准确性碍于大的背景噪声而不能提高。时域同步平均算法常用于信号的降噪处理。因此,基于时域同步平均的行星齿轮箱故障诊断技术的研究具有重要意义。本文基于同步平均降噪思想,对行星齿轮箱的扭振信号以及横向振动信号的故障诊断技术进行了研究。主要内容有:单级的定轴齿轮箱信号成分更为单一,为简化研究,选用单级减速齿轮箱横向振动信号研究了基于无时标的时域同步平均算法用于信号降噪处理。提出了改进的时域同步平均算法,很好的解决了无时标采样的时域同步平均存在的截断误差问题。改进的算法极大的保留了原信号的有用信息,避免因过多损失信息导致后续处理出现错误。基于LabView软件开发了行星齿轮箱信号采集系统。分析了扭振信号从等角度采样到等时间采样的误差,发现消除误差将极大的增加计算量。详细阐述了行星齿轮箱故障诊断实验平台搭建...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究目的和意义
1.3 时域同步平均算法介绍
1.4 基于扭振信号的故障诊断技术研究现状
1.5 国内外齿轮箱故障诊断研究现状
1.5.1 齿轮箱横向振动信号模型
1.5.2 行星齿轮箱横向振动信号处理、故障诊断及状态监测技术
1.6 课题主要工作和研究内容
第2章 齿轮箱信号模型及信号分析方法
2.1 行星齿轮箱横向横向振动信号模型
2.2 行星齿轮箱扭振信号模型
2.2.1 齿轮箱扭振产生的原因
2.2.2 扭振信号数学模型
2.3 信号预处理
2.4 时域及频域分析方法
2.4.1 时域指标
2.4.2 频域分析方法
2.4.3 Hilbert包络解调
2.5 本章小结
第3章 无时标时域同步平均算法研究
3.1 无时标时域同步平均改进算法
3.1.1 时域同步平均技术用于信号预处理
3.1.2 无时标时域同步平均改进算法
3.1.3 线性插值重采样
3.1.4 仿真信号
3.2 齿轮箱横向横向振动信号分析
3.2.1 试验装置
3.2.2 信号分析
3.3 效果评价
3.4 本章小结
第4章 行星齿轮箱信号采集监测系统
4.1 扭振信号采集方案
4.2 增量式编码器测量扭振信号
4.2.1 编码器工作原理
4.2.2 增量式编码器扭振信号测量原理
4.2.3 扭振信号误差分析
4.3 实验平台的搭建
4.3.1 实验平台主体
4.3.2 传感器
4.3.3 采集卡
4.3.4 行星齿轮箱实验平台
4.4 基于LABVIEW软件的数据采集系统
4.4.1 关于Labview
4.4.2 数据采集系统的框架
4.4.3 行星齿轮箱的全寿命周期信号采集系统
4.5 本章小结
第5章 行星齿轮箱故障诊断技术研究
5.1 稳态下扭振信号与横向横向振动信号对比分析
5.2 变工况下扭振信号与横向振动信号对比分析
5.2.1 变负载工况行星齿轮箱扭振信号分析
5.2.2 变转速工况下行星齿轮箱故障特征提取难点
5.3 基于角域同步平均变转速工况下故障特征提取
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于窄带解调的行星齿轮箱故障特征提取[J]. 赵磊,郭瑜,伍星. 振动与冲击. 2018(10)
[2]行星轮系动力学仿真分析与故障诊断[J]. 丁闯,张兵志,冯辅周,任国春. 噪声与振动控制. 2017(04)
[3]行星齿轮典型断齿故障的动力学仿真[J]. 杨文广,蒋东翔. 振动.测试与诊断. 2017(04)
[4]基于最小熵反褶积的行星齿轮箱故障诊断[J]. 王轩,徐九南,姜毅,王细洋. 制造业自动化. 2017(07)
[5]基于信号共振稀疏分解和最大相关峭度解卷积的齿轮箱故障诊断[J]. 何群,郭源耕,王霄,任宗浩,李继猛. 中国机械工程. 2017(13)
[6]基于阶次分析技术的行星齿轮箱非平稳振动信号分析[J]. 王况,王科盛,左明健. 振动与冲击. 2016(05)
[7]基于迭代广义同步压缩变换的时变工况行星齿轮箱故障诊断[J]. 陈小旺,冯志鹏,LIANG Ming. 机械工程学报. 2015(01)
[8]基于时域同步平均法的行星齿轮振动信号分离技术[J]. 胡贵锋,王细洋. 中国机械工程. 2013(06)
[9]行星齿轮箱故障诊断的频率解调分析方法[J]. 冯志鹏,褚福磊. 中国电机工程学报. 2013(11)
[10]行星齿轮箱故障诊断的扭转振动信号分析方法[J]. 冯志鹏,褚福磊. 中国电机工程学报. 2013(14)
硕士论文
[1]复杂工况下行星齿轮箱故障诊断技术研究[D]. 黄海安.南京航空航天大学 2017
[2]直升机传动系统行星轮系故障仿真与振动分离方法研究[D]. 张伦.国防科学技术大学 2015
[3]基于LabWindows/CVI的数字式轴系扭振监测与诊断系统研究[D]. 蔡鹏飞.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3471925
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究目的和意义
1.3 时域同步平均算法介绍
1.4 基于扭振信号的故障诊断技术研究现状
1.5 国内外齿轮箱故障诊断研究现状
1.5.1 齿轮箱横向振动信号模型
1.5.2 行星齿轮箱横向振动信号处理、故障诊断及状态监测技术
1.6 课题主要工作和研究内容
第2章 齿轮箱信号模型及信号分析方法
2.1 行星齿轮箱横向横向振动信号模型
2.2 行星齿轮箱扭振信号模型
2.2.1 齿轮箱扭振产生的原因
2.2.2 扭振信号数学模型
2.3 信号预处理
2.4 时域及频域分析方法
2.4.1 时域指标
2.4.2 频域分析方法
2.4.3 Hilbert包络解调
2.5 本章小结
第3章 无时标时域同步平均算法研究
3.1 无时标时域同步平均改进算法
3.1.1 时域同步平均技术用于信号预处理
3.1.2 无时标时域同步平均改进算法
3.1.3 线性插值重采样
3.1.4 仿真信号
3.2 齿轮箱横向横向振动信号分析
3.2.1 试验装置
3.2.2 信号分析
3.3 效果评价
3.4 本章小结
第4章 行星齿轮箱信号采集监测系统
4.1 扭振信号采集方案
4.2 增量式编码器测量扭振信号
4.2.1 编码器工作原理
4.2.2 增量式编码器扭振信号测量原理
4.2.3 扭振信号误差分析
4.3 实验平台的搭建
4.3.1 实验平台主体
4.3.2 传感器
4.3.3 采集卡
4.3.4 行星齿轮箱实验平台
4.4 基于LABVIEW软件的数据采集系统
4.4.1 关于Labview
4.4.2 数据采集系统的框架
4.4.3 行星齿轮箱的全寿命周期信号采集系统
4.5 本章小结
第5章 行星齿轮箱故障诊断技术研究
5.1 稳态下扭振信号与横向横向振动信号对比分析
5.2 变工况下扭振信号与横向振动信号对比分析
5.2.1 变负载工况行星齿轮箱扭振信号分析
5.2.2 变转速工况下行星齿轮箱故障特征提取难点
5.3 基于角域同步平均变转速工况下故障特征提取
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于窄带解调的行星齿轮箱故障特征提取[J]. 赵磊,郭瑜,伍星. 振动与冲击. 2018(10)
[2]行星轮系动力学仿真分析与故障诊断[J]. 丁闯,张兵志,冯辅周,任国春. 噪声与振动控制. 2017(04)
[3]行星齿轮典型断齿故障的动力学仿真[J]. 杨文广,蒋东翔. 振动.测试与诊断. 2017(04)
[4]基于最小熵反褶积的行星齿轮箱故障诊断[J]. 王轩,徐九南,姜毅,王细洋. 制造业自动化. 2017(07)
[5]基于信号共振稀疏分解和最大相关峭度解卷积的齿轮箱故障诊断[J]. 何群,郭源耕,王霄,任宗浩,李继猛. 中国机械工程. 2017(13)
[6]基于阶次分析技术的行星齿轮箱非平稳振动信号分析[J]. 王况,王科盛,左明健. 振动与冲击. 2016(05)
[7]基于迭代广义同步压缩变换的时变工况行星齿轮箱故障诊断[J]. 陈小旺,冯志鹏,LIANG Ming. 机械工程学报. 2015(01)
[8]基于时域同步平均法的行星齿轮振动信号分离技术[J]. 胡贵锋,王细洋. 中国机械工程. 2013(06)
[9]行星齿轮箱故障诊断的频率解调分析方法[J]. 冯志鹏,褚福磊. 中国电机工程学报. 2013(11)
[10]行星齿轮箱故障诊断的扭转振动信号分析方法[J]. 冯志鹏,褚福磊. 中国电机工程学报. 2013(14)
硕士论文
[1]复杂工况下行星齿轮箱故障诊断技术研究[D]. 黄海安.南京航空航天大学 2017
[2]直升机传动系统行星轮系故障仿真与振动分离方法研究[D]. 张伦.国防科学技术大学 2015
[3]基于LabWindows/CVI的数字式轴系扭振监测与诊断系统研究[D]. 蔡鹏飞.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3471925
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