基于全谱分析与ODS技术的转子故障诊断方法研究

发布时间：2017-10-01 17:03

  本文关键词：基于全谱分析与ODS技术的转子故障诊断方法研究

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【摘要】：转子系统广泛应用于旋转机械中,并起着关键作用,一旦发生故障,将造成重大经济损失。因此,开展旋转机械转子故障诊断方法的研究具有重要意义。目前一般是基于传统傅里叶变换的频谱分析方法诊断转子故障,但是基于单通道的频谱方法往往忽略了两个通道之间的相位信息,不能判断转子进动方向,容易误判机组发生故障原因。基于上述问题,本文研究全谱分析技术识别转子故障的类型以及运行变形振型(ODS)方法来判断转子故障的严重程度,并将其应用于转子故障实验中,仿真数据及实验结果验证了这两种方法的正确性和有效性。论文主要研究工作如下:(1)研究了全谱分析技术,导出理论计算公式,阐述其图谱表达方式,并通过ZT-3转子实验台故障模拟实验,对转子系统的不平衡、不对中、轴承座松动故障的位移信号的全谱特性进行了分析,与传统的谱分析方法及轴心轨迹法对比,验证了全谱分析方法识别转子故障类型的有效性。(2)研究了频域ODS的基本计算公式和故障分析方法。针对转子不平衡、不对中故障程度判别问题,引入了诊断转子故障程度的两种数值比较方法即振型相关系数(SCC)和振型差异百分比(SPD),通过SCC与SPD参数值的变化来判断转子故障程度。(3)编制开发了基于VC++图形用户界面的相应分析软件。采用模块化的编程方式,实现了算法的各个功能。对软件的主要功能模块进行了仿真测试与应用,验证了软件算法的有效性和技术实用性。
【关键词】：全谱分析 ODS 转子系统 故障诊断 VC++ 动态链接库
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH165.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 全谱分析方法国内外研究现状13
• 1.3 ODS方法国内外研究现状13-16
• 1.4 本文主要研究工作及章节安排16-17
• 1.4.1 论文主要研究工作16
• 1.4.2 论文章节安排16-17
• 第二章 基于全谱分析方法的转子故障分析17-33
• 2.1 全谱分析方法的基本理论17-20
• 2.2 全谱分析方法的数值计算20-22
• 2.3 旋转机械故障实验分析22-32
• 2.3.1 转子实验台简介22-23
• 2.3.2 转子不平衡实验分析23-27
• 2.3.3 转子不对中实验分析27-31
• 2.3.4 转子轴承座松动实验分析31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 基于ODS方法的转子故障分析33-48
• 3.1 ODS的基本理论33-37
• 3.1.1 线性谱33-34
• 3.1.2 自功率谱34
• 3.1.3 互功率谱34
• 3.1.4 传递率34-36
• 3.1.5 ODS FRF36-37
• 3.2 振型相关系数及振型差异百分比37-39
• 3.2.1 振型相关系数(SCC)37-38
• 3.2.2 振型差异百分比(SPD)38-39
• 3.3 转子故障ODS实验分析39-46
• 3.3.1 实验简介39-40
• 3.3.2 实验数据预处理40-43
• 3.3.3 转子不平衡实验分析43-45
• 3.3.4 转子不对中实验分析45-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 转子故障信号分析软件的设计与实现48-67
• 4.1 引言48
• 4.2 软件总体设计48-51
• 4.2.1 软件设计目的及意义48
• 4.2.2 用户需求分析48-49
• 4.2.3 运行环境49
• 4.2.4 软件主界面设计49-51
• 4.3 软件主要功能模块化设计51-64
• 4.3.1 动态链接库的实现52-54
• 4.3.2 频谱分析功能的实现54-57
• 4.3.3 全谱分析功能的实现57-59
• 4.3.4 ODS分析功能的实现59-64
• 4.4 软件主要功能的仿真测试64-66
• 4.4.1 全谱分析模块64-65
• 4.4.2 ODS分析模块65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 全文总结与展望67-69
• 5.1 本文主要工作总结67
• 5.2 后续研究展望67-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文73

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本文编号：954594