齿轮轮体振动信号的测量及其在故障诊断中的应用
发布时间：2022-01-08 16:14
齿轮传动系统作为机械设备中一种必不可少的传动机构,已经被广泛应用于工业、农业、国防、航空航天、交通运输等现代机械设备中。但是由于其结构复杂,工作环境恶劣等原因,齿轮传动系统容易受到损害和出现故障,其中齿轮又是最容易损坏的机械零件之一。所以,如果能及时地发现齿轮传动系统的早期故障,对经济合理地安排维修设备时间,避免发生重大人身、设备伤亡事故有着十分重要的意义。在设备使用过程中,操作人员希望能够尽早地得到齿轮传动系统的早期故障信息。但是,与齿轮传动的常规振动相比较,齿轮早期故障所引起的振动激励非常微弱,振动响应的传递路径很复杂,信号经过强干扰以及非线性的传递后,有用的故障信息常常淹没在其它频率成分和测量噪声之中。再者现有的齿轮诊断技术只适合于诊断齿轮发生严重磨损等一类分布性故障问题,不能有效地（或不能完全有效地）解决齿轮的早期故障和局部故障诊断问题。这就为齿轮的早期故障诊断带来了很大困难。本文通过对比从齿轮轮齿啮合点附近到轮体测试点的传递函数与啮合点附近到箱体测试点的传递函数的分析结果,初步探讨了振动信号传递路径对齿轮故障诊断的影响。以及采用将两个特性相同的加速度计对称安装在齿轮端面的方法...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
频率响应分析程序Fig.2-2Programoffrequencyresponseanalysis
2.3.2 实验结果分析采用上述测试系统得到如下测试结果，图 2-3 为从齿轮啮合点到轮体测量点的函数，图 2-4 为从齿轮啮合点到箱体测量点的传递函数。表 2-1 为从齿轮啮合点体测量点的传递函数中得到的齿轮部分固有频率（2000-2400）Hz。表 2-2 为从齿合点到箱体测量点的传递函数中得到的齿轮部分固有频率及其他构件的部分固有（2000-2400）Hz。
图 2-4 从齿轮啮合点到箱体测量点的传递函数Fig.2-4 Transform function from the meshing point to the testing point of the gearbox从表 2-2 中可知，箱体传递函数中包含着丰富的结构模态信息，它包含了齿轮、轴轴承和箱体等各部分的固有模态。这是由于振动在传递过程中激起了这些部件的某阶有频率，所以箱体测量点的振动信号中会包含该阶模态固有频率成分。对照表 2-1 们发现，箱体传递函数的结构模态信息中没有完全包含齿轮的固有频率，这是由于振在通过零件的接触配合表面时，有可能过滤掉一些频率成分。从齿轮固有频率的幅值化可知，传递过程中的能量损失致使齿轮的振动信号产生衰减。频率成分中 2362 Hz 轮体振动幅值小于箱体振动幅值，这是由于该频率成分与振动传递路径中的某个构件固有频率相接近而被放大增强。表 2-1 齿轮固有频率Table 2-1 Natural frequency of gear频率 2023 2051 2061 2111 2120 2179 2280 2321 2362
【参考文献】：
期刊论文
[1]频谱分析在齿轮故障诊断中的应用[J]. 邓吟,郑翔,王华. 中国设备工程. 2009(12)
[2]基于LabVIEW的机械系统频率特性测试的脉冲法实验系统[J]. 王珍,郭方,赵洪健. 实验技术与管理. 2009(10)
[3]基于小波分析的齿轮传动系统故障诊断研究[J]. 杨铁梅. 计量与测试技术. 2009(09)
[4]齿轮振动信号的分析与故障诊断研究[J]. 徐永强,邵忍平. 机械科学与技术. 2009(09)
[5]边频带分析在齿轮故障诊断中的应用[J]. 寇汉萍. 冶金设备. 2009(03)
[6]基于加速度传感器测量扭振方法的研究[J]. 杨卓君,廖明夫. 噪声与振动控制. 2008(05)
[7]基于循环平稳解调的齿轮裂纹早期故障诊断研究[J]. 崔玲丽,高立新,蔡力钢,张建宇,胥永刚. 振动工程学报. 2008(03)
[8]连续小波变换在齿轮故障诊断中的应用[J]. 吕勇,李友荣,朱瑞荪,王志刚. 煤矿机械. 2006(10)
[9]齿轮裂纹早期故障的完全解调分析[J]. 崔玲丽,丁芳,高立新,张建宇,王颖旺. 北京工业大学学报. 2006(08)
[10]齿轮箱故障诊断技术现状及展望[J]. 魏秀业,潘宏侠. 测试技术学报. 2006(04)
博士论文
[1]齿轮传动系统的故障诊断方法的研究[D]. 韩振南.太原理工大学 2003
本文编号：3576872
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
频率响应分析程序Fig.2-2Programoffrequencyresponseanalysis
2.3.2 实验结果分析采用上述测试系统得到如下测试结果，图 2-3 为从齿轮啮合点到轮体测量点的函数，图 2-4 为从齿轮啮合点到箱体测量点的传递函数。表 2-1 为从齿轮啮合点体测量点的传递函数中得到的齿轮部分固有频率（2000-2400）Hz。表 2-2 为从齿合点到箱体测量点的传递函数中得到的齿轮部分固有频率及其他构件的部分固有（2000-2400）Hz。
图 2-4 从齿轮啮合点到箱体测量点的传递函数Fig.2-4 Transform function from the meshing point to the testing point of the gearbox从表 2-2 中可知，箱体传递函数中包含着丰富的结构模态信息，它包含了齿轮、轴轴承和箱体等各部分的固有模态。这是由于振动在传递过程中激起了这些部件的某阶有频率，所以箱体测量点的振动信号中会包含该阶模态固有频率成分。对照表 2-1 们发现，箱体传递函数的结构模态信息中没有完全包含齿轮的固有频率，这是由于振在通过零件的接触配合表面时，有可能过滤掉一些频率成分。从齿轮固有频率的幅值化可知，传递过程中的能量损失致使齿轮的振动信号产生衰减。频率成分中 2362 Hz 轮体振动幅值小于箱体振动幅值，这是由于该频率成分与振动传递路径中的某个构件固有频率相接近而被放大增强。表 2-1 齿轮固有频率Table 2-1 Natural frequency of gear频率 2023 2051 2061 2111 2120 2179 2280 2321 2362
【参考文献】：
期刊论文
[1]频谱分析在齿轮故障诊断中的应用[J]. 邓吟,郑翔,王华. 中国设备工程. 2009(12)
[2]基于LabVIEW的机械系统频率特性测试的脉冲法实验系统[J]. 王珍,郭方,赵洪健. 实验技术与管理. 2009(10)
[3]基于小波分析的齿轮传动系统故障诊断研究[J]. 杨铁梅. 计量与测试技术. 2009(09)
[4]齿轮振动信号的分析与故障诊断研究[J]. 徐永强,邵忍平. 机械科学与技术. 2009(09)
[5]边频带分析在齿轮故障诊断中的应用[J]. 寇汉萍. 冶金设备. 2009(03)
[6]基于加速度传感器测量扭振方法的研究[J]. 杨卓君,廖明夫. 噪声与振动控制. 2008(05)
[7]基于循环平稳解调的齿轮裂纹早期故障诊断研究[J]. 崔玲丽,高立新,蔡力钢,张建宇,胥永刚. 振动工程学报. 2008(03)
[8]连续小波变换在齿轮故障诊断中的应用[J]. 吕勇,李友荣,朱瑞荪,王志刚. 煤矿机械. 2006(10)
[9]齿轮裂纹早期故障的完全解调分析[J]. 崔玲丽,丁芳,高立新,张建宇,王颖旺. 北京工业大学学报. 2006(08)
[10]齿轮箱故障诊断技术现状及展望[J]. 魏秀业,潘宏侠. 测试技术学报. 2006(04)
博士论文
[1]齿轮传动系统的故障诊断方法的研究[D]. 韩振南.太原理工大学 2003
本文编号：3576872
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3576872.html
