基于循环平稳的滑动轴承故障诊断方法研究

发布时间：2017-09-25 04:10

  本文关键词：基于循环平稳的滑动轴承故障诊断方法研究

  更多相关文章： 滑动轴承 油膜涡动 油膜振荡 循环平稳 故障诊断

【摘要】：滑动轴承由于其运行平稳、转速高、抗冲击与载荷能力强的优点,在化工、冶金、钢铁、航空工业等领域有广泛的应用。开展滑动轴承故障诊断研究对确保设备稳定运行、减少甚至避免重大安全事故具有重要意义。本文对滑动轴承故障诊断方法进行研究,主要内容如下:首先介绍了由一个椭圆轴心轨迹向量至一对正反进动圆向量的分解方法,然后介绍传统循环平稳分析理论中的一阶循环统计量即循环均值和二阶循环统计量即循环自相关函数。传统的循环平稳分析方法只通过单通道信号来研究机械的振动状况,忽略了转子不同方向的振动信号之间存在的相互联系,因此本文在传统循环平稳理论的基础上提出了正交双通道复信号的定向循环均值(DCM)和定向循环自相关函数(DCR),并研究了由定向循环均值提取滤波轴心轨迹的方法。针对定向循环均值和定向循环自相关函数无法应用于旋转机械在开机和停机的问题,本文研究了将传统阶比跟踪技术与本文提出的定向循环平稳技术相结合方法,扩大了定向循环平稳分析理论的应用范围。最终以本文所提出的信号处理方法对模拟仿真信号进行分析得到了预期的效果。油膜涡动和油膜振荡是滑动轴承最容易发生的故障之一,为了更加深刻认识其发生发展过程,本文借助INV1612型多功能柔性转子实验系统成功进行了油膜涡动和油膜振荡实验,对实验过程中转子的位移振动信号和滑动轴承座的加速度振动信号的分析结果表明,定向循环均值和定向循环自相关函数均能明显地识别出系统故障特征,而且定向循环自相关函数具有时频分析功能,实验表明本文的振动信号分析方法具有实用价值。以Lab VIEW为软件平台,同时结合NI公司的数据采集硬件平台,开发了滑动轴承转子测试与诊断系统,该系统具备数据采集、储存、分析与回放的功能。
【关键词】：滑动轴承 油膜涡动 油膜振荡 循环平稳 故障诊断
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.31;TH165.3
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 选题背景与研究意义7
• 1.2 国内外研究现状7-10
• 1.3 本文主要研究内容及章节安排10-11
• 2 滑动轴承转子系统相关技术研究11-21
• 2.1 引言11
• 2.2 滑动轴承工作的基本原理11-12
• 2.3 滑动轴承的失效分析12-15
• 2.4 基于振动信号的滑动轴承故障诊断常用分析方法15-20
• 2.4.1 振动信号采集15-17
• 2.4.2 频谱分析法17-18
• 2.4.3 轴心轨迹法18-19
• 2.4.4 其它诊断方法19-20
• 2.5 小结20-21
• 3 复信号的循环均值理论研究21-36
• 3.1 引言21
• 3.2 复信号的定向循环平稳分析理论21-30
• 3.2.1 复信号的分解21-23
• 3.2.2 循环平稳信号的定义23-24
• 3.2.3 循环均值和循环自相关函数24-26
• 3.2.4 定向循环均值26-29
• 3.2.5 定向循环自相关函数29-30
• 3.3 基于阶比的循环平稳分析理论30-35
• 3.3.1 计算阶比跟踪技术30-33
• 3.3.2 基于阶比跟踪的定向循环平稳技术33-35
• 3.4 小结35-36
• 4 滑动轴承故障测试诊断系统研发36-46
• 4.1 引言36
• 4.2 滑动轴承测试诊断系统硬件设计36-40
• 4.2.1 系统总体设计36-37
• 4.2.2 系统硬件平台37-40
• 4.3 基于Lab VIEW的系统软件开发40-44
• 4.3.1 Lav VIEW标准设计模式40-42
• 4.3.2 软件开发42-44
• 4.4 小结44-46
• 5 滑动轴承转子系统实验信号分析46-64
• 5.1 引言46
• 5.2 滑动轴承油膜失稳实验系统及实验过程46-49
• 5.2.1 实验装置及传感器选择与安装46-47
• 5.2.2 实验过程介绍47-49
• 5.3 油膜失稳信号定向循环均值分析49-57
• 5.3.1 定向循环均值49-53
• 5.3.2 基于定向循环均值的轴心轨迹提取53-57
• 5.4 油膜失稳信号定向循环自相关函数分析57-63
• 5.4.1 定向循环自相关函数57-59
• 5.4.2 基于阶比的定向循环平稳分析59-63
• 5.5 小节63-64
• 6 总结与展望64-66
• 6.1 总结64
• 6.2 后续研究工作展望64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 附录 A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录70

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本文编号：915266