齿轮箱故障诊断测点敏感性的研究

发布时间：2023-02-09 18:13

　　齿轮失效是诱发机器产生故障的重要原因。因此对齿轮进行故障诊断对于降低设备维修费用、防止突发性事故具有重要意义。基于振动信号的齿轮故障预测和故障诊断,是最广泛采用的方法。振动加速度传感器在齿轮箱的安装位置,将直接影响振动信号对齿轮故障的敏感程度。本文研究了振动传感器安装位置对故障诊断的影响,主要内容如下:(1)根据齿轮箱故障诊断中对原始振动信息的获取,提出了使用加速度传感器在齿轮箱上获取的振动信号时应该将其布置在对振动信号最优的测点位置。实验通过三维布置法(即法向、轴向和轴承位置)使的加速度传感器能够采集到X,Y,Z三个方向的振动数据,并对三个不同位置的传感器采集的数据进行分析对比,从而得出对故障信息最敏感的位置。(2)运用了时域同步平均去噪方法对三个测点位置所采集的振动信号进行预处理,接着通过选取合适的故障特征参数指标对去完噪后的振动信息进行全生命周期上的对比和分析,通过比较不同时期不同测点对故障发生时的及时性和准确性,从而得出加速度传感器的最佳测点位置。对比分析后发现齿轮箱上对振动信号最敏感的位置应为轴承测点位置。(3)针对所得出的敏感测点位置,运用全连接多层感知器对其再辅以验证。选...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题来源
    1.3 本课题的研究目的及意义
    1.4 齿轮箱故障诊断的国内外研究现状
    1.5 论文的主要研究内容和工作
第2章 齿轮箱振动机理及故障类型
    2.1 齿轮的振动机理
        2.1.1 齿轮的简易振动模型
        2.1.2 齿轮的啮合刚度
    2.2 齿轮箱故障类型
    2.3 常见的齿轮失效形式
        2.3.1 齿轮轮齿断裂
        2.3.2 齿面疲劳
        2.3.3 齿面磨损
        2.3.4 齿轮塑性变形
    2.4 齿轮故障调制现象和边频带特点
        2.4.1 齿轮振动信号的啮合频率及各次谐波
        2.4.2 齿轮振动信号调制现象
        2.4.3 齿轮各类故障的频谱特征
    2.5 本章小结
第3章 齿轮箱振动信号的检测与处理
    3.1 传感器测点的布置
    3.2 故障特征参数的信号处理方法
        3.2.1 时域特征参数
        3.2.2 频域特征参数
    3.3 振动信号的频谱分析方法
    3.4 时域同步平均故障诊断方法
        3.4.1 时域同步平均基本原理
        3.4.2 时域同步平均滤波器的基本原理
    3.5 机器学习故障诊断方法
        3.5.1 机器学习分类
        3.5.2 机器学习经典算法
    3.6 本章小结
第4章 传感器位置的实验分析
    4.1齿轮故障实验
        4.1.1 传感器的选择
        4.1.2 齿轮箱故障诊断实验台介绍
    4.2 振动信号时域分析
        4.2.1 时域同步平均去噪方法的运用
        4.2.2 法向位置时域分析
        4.2.3 轴向位置时域分析
        4.2.4 轴承位置时域分析
    4.3 各类故障特征参数值时域对比分析
    4.4 齿轮箱不同位置的频域分析
    4.5 本章小结
第5章 基于多层感知器机器学习的齿轮箱位置验证
    5.1 感知器介绍
        5.1.1 单层感知器原理
        5.1.2 多层感知器原理
    5.2 多层感知器的设计
        5.2.1 数据集来源
        5.2.2 多层感知器中相关函数的选取
    5.3 多层感知器学习方法的运用
        5.3.1 多层感知器的训练过程
        5.3.2 多层感知器的算法流程
    5.4 结果分析
    5.5 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



本文编号：3739014