基于非平稳信号的行星齿轮箱故障诊断

发布时间：2017-09-19 09:22

  本文关键词：基于非平稳信号的行星齿轮箱故障诊断

  更多相关文章： 行星齿轮箱 非平稳信号 故障诊断 潮汐频率 阶次分析

【摘要】：目前,很多大型的机械设备都需要很大的传递动力,行星齿轮传动系统就是其中应用最广的传递机构。行星齿轮传动系统被广泛应用于轮船、飞机、风电等设备上,如果行星齿轮传动系统发生故障,就可能使得整个设备系统停止工作,造成的损失是不可估量的。行星齿轮箱和定轴传动齿轮箱不同,行星齿轮箱由多个部件组成,单级的行星齿轮传动系统一般包含一个太阳轮,多个行星轮,一个齿圈和行星架,齿圈在一般情况下被固定在齿轮箱上,太阳轮在动力作用下自转,多个行星轮均匀分布在太阳轮周围,绕太阳轮公转,并且行星轮每转一周,每个齿都会和太阳轮与齿圈产生一次啮合。因此,行星齿轮箱中齿轮的运动是典型的复合运动,使得其振动响应比定轴齿轮箱更为复杂,导致了相应的故障诊断具有自身的难点。并且在实际的工作条件下,行星齿轮箱常常会处于非平稳状态下进行工作,而目前对于行星齿轮箱非平稳状态下的故障诊断研究很少,因此,对行星齿轮箱非平稳状态下的振动信号进行分析研究并对其进行故障诊断具有重大的意义。针对行星齿轮箱振动响应信号的非平稳性、传递路径复杂的问题,本文提出了一系列的解决办法,并做了如下工作:(1)针对行星齿轮箱这一研究对象,总结了行星齿轮箱不同结构故障下行星齿轮箱理论振动模型,并且分析了行星齿轮箱的故障特征频率及故障判断依据。(2)针对非平稳信号中频率非平稳这一研究特点,提出用阶次分析的方法来对信号进行分析。介绍了阶次分析的理论内容及其应用,说明了阶次分析在旋转机械变转速工况下故障诊断的重要作用。结合实验设备和阶次分析方法,计算行星齿轮箱的各个阶次成分,利用阶次分析的方法对采集到的行星齿轮箱变转速下的振动信号进行分析,实现了变转速下行星齿轮箱的故障诊断。(3)针对非平稳信号中振幅非平稳这一研究特点,对行星齿轮箱啮合振动机理进行分析,提出行星齿轮箱加速度振动信号的振幅和转速之间的关系,实现了变转速下行星齿轮箱振动信号振幅的平稳化处理。(4)针对行星齿轮箱信号传递路径的复杂性,提出了潮汐阶次这一可以用来揭示传递路径对信号调制作用的特征指标,并且利用潮汐阶次对行星齿轮箱进行了故障诊断。
【关键词】：行星齿轮箱 非平稳信号 故障诊断 潮汐频率 阶次分析
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究工作的背景与意义10-13
• 1.2 行星齿轮箱故障诊断国内外研究现状13-16
• 1.3 阶次分析技术在齿轮箱故障诊断方面的研究16-17
• 1.4 本文的主要贡献与创新17-18
• 1.5 本论文的结构安排18-20
• 第二章 行星齿轮箱振动信号模型20-31
• 2.1 行星齿轮箱结构20-21
• 2.2 行星齿轮箱各部件的转动频率及特征频率21-22
• 2.3 行星齿轮箱局部故障信号模型22-30
• 2.3.1 行星齿轮箱啮合点处局部故障调幅调频函数22-24
• 2.3.2 太阳轮局部故障信号模型24-26
• 2.3.3 行星轮局部故障信号模型26-28
• 2.3.4 齿圈局部故障信号模型28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 基于阶次分析技术的行星齿轮箱故障诊断31-51
• 3.1 阶次分析技术简介31-35
• 3.1.1 阶次的定义及应用31-32
• 3.1.2 阶次分析的分类32-35
• 3.2 计算阶次分析技术简介35-38
• 3.2.1 转速曲线计算35-36
• 3.2.2 转速曲线平滑36
• 3.2.3 转速计算实例说明36-38
• 3.3 角域重采样采样率设定38-39
• 3.4 阶次分析在行星齿轮箱非平稳数据分析上的应用39-49
• 3.4.1 行星齿轮箱阶次成分分析39-41
• 3.4.2 实验说明41-42
• 3.4.3 行星齿轮箱振动信号分析42-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第四章 行星齿轮箱非平稳信号振幅平稳研究51-60
• 4.1 齿轮振动机理分析51-53
• 4.2 仿真数据分析53-56
• 4.3 实验数据分析56-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 基于潮汐阶次的行星齿轮箱非平稳信号分析60-69
• 5.1 行星齿轮箱影响振动因素分析60-61
• 5.2 潮汐阶次的提出61-62
• 5.3 潮汐阶次的计算62-63
• 5.3.1 太阳轮局部故障潮汐阶次计算62-63
• 5.3.2 行星轮局部故障时潮汐阶次计算63
• 5.4 潮汐阶次实验分析63-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 全文总结69-70
• 6.2 工作展望70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-77
• 攻硕期间的研究成果77-78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周思柱;景华斌;李洪波;;行星架应力应变理论计算和有限元分析的比较[J];长江大学学报(自然科学版)理工卷;2009年04期

2 佟占胜;王宇航;郭居奇;李勇鹏;张帆;;装配式单臂行星架过盈连接分析[J];重型机械;2010年S2期

3 孟高强;;新旧型风电增速箱行星架结构分析与设计[J];机械;2012年S1期

4 吴晓虹;杨盈丰;;用普通车床加工行星架[J];机械工艺师;1986年09期

5 王云根,施一萍;侧板式行星架的有限元分析及结构设计[J];机械传动;1999年01期

6 董惠敏;侯秋凉;王德伦;;面向风电齿轮箱轻量化的双壁整体式行星架的结构优化设计[J];机械传动;2013年11期

7 李长路;;斗轮驱动减速机行星架有限元分析及结构优化[J];机械;2012年11期

8 查世玉;;循环泵行星架的有限元分析[J];内江科技;2013年06期

9 蔡汉民;对行星架的设计、制造和检验有关问题的探讨[J];工程机械;1980年06期

10 魏强,徐桂珍,高荣,赵松;行星变速器倒I挡和挡同时失效的原因分析[J];工程机械;2005年06期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 蒋兴成;;行星架铸钢材料的研制[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年

2 周沭;宋立德;莫国先;;新工艺在风电行星架产品上的探索应用[A];2014(第24届)重庆市铸造年会论文集[C];2014年

3 袁包钢;戴莹;朱江平;;兆瓦级风机主齿轮箱行星架的有限元分析[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年

4 陈有金;莫国先;;冷焊技术在挽救风电产品上的应用[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年

5 姚立纲;刘宇成;;超环面行星蜗杆传动行星轮齿的应力分析[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 周承红;柏林煤矿技术攻关显成效[N];经理日报;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张斌;行星齿轮箱扭振信号检测及故障诊断[D];南昌航空大学;2016年

2 王况;基于非平稳信号的行星齿轮箱故障诊断[D];电子科技大学;2016年

3 张浩;基于有限元分析的整体式行星架承载能力研究[D];上海应用技术学院;2015年

4 郝则胜;基于精确加载的大功率增速器行星架结构拓扑优化设计[D];大连理工大学;2008年

5 侯秋凉;偏航齿轮箱行星架的性能分析及结构优化设计[D];大连理工大学;2013年

6 杨龙;大功率行星减速器行星架特性分析及结构优化[D];中国舰船研究院;2011年

7 东立剑;大型风电齿轮箱行星架模态分析与多目标优化[D];华中科技大学;2013年

8 吕运江;立式行星磨的动力学与应力分析研究[D];西安理工大学;2008年

9 陈磊锐;新型混碾机结构改进设计及开发应用[D];武汉轻工大学;2015年

10 程博;风电行星架微动疲劳寿命分析及计算[D];大连理工大学;2012年

，

本文编号：880820