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基于无线传输网络的齿轮箱状态监测及故障诊断的研究

发布时间:2019-05-19 13:39
【摘要】:齿轮箱作为一种机械设备中必不可少的连接和传递动力主要组成部分,,广泛的应用于各行各业。随着科学技术的飞速发展,现代机械设备也向着大型化、高效化、自动化和高性能等方向发展。工业是国民经济的命脉,保证机械设备的正常运行和持续运行尤其重要。本文在已有设备和技术的基础上建立齿轮箱状态检测与故障诊断试验平台,模拟齿轮箱的各种故障。通过数据采集设备和故障诊断专家系统进行数据采集和数据分析,经分析得到故障原因,然后比较理论分析结果和试验模拟结果,得出最终的结论。 研究中首先阐述了齿轮箱的故障机理,分别从齿轮箱故障形式和故障征兆、齿轮故障形式及振动机理、滚动轴承的故障特征及故障机理、齿轮轴的故障特征及故障机理和信号处理技术等几方面进行了介绍,并介绍了基于Zigbee技术的无线传感器网络及故障诊断专家系统。 其次,在已有的无线传感器网络技术和故障诊断专家系统的基础上,用ADXL202无线加速度传感器和DH3819协调器搭建无线传感器网络,设计齿轮箱故障振动试验台,在齿轮箱部分设置了传感器安装位,通过ADXL202无线加速度传感器把振动试验台与数据采集系统及故障诊断专家系统连接起来。应用无线传感器网络对齿轮箱进行数据采集,将采集到的数据传入故障诊断专家系统,最终组成一个完整的基于无线传输网络的齿轮箱状态监测及故障诊断专家系统。 最后通过建立完成的系统进行试验,采集齿轮箱测点振动数据,分别应用故障诊断专家系统的时域分析模块、频域分析模块、倒频谱分析模块和包络谱分析模块对采集到的数据进行分析,提取频率特征并且判断故障,对比试验分析故障与实际模拟故障得出研究结论。根据研究结果对本课题提出建设性意见和未来的展望。
[Abstract]:Gearbox, as an indispensable part of mechanical equipment, is widely used in various industries. With the rapid development of science and technology, modern mechanical equipment is also developing in the direction of large-scale, high efficiency, automation and high performance. Industry is the lifeblood of the national economy, so it is particularly important to ensure the normal operation and continuous operation of machinery and equipment. In this paper, the condition detection and fault diagnosis test platform of gearbox is established on the basis of existing equipment and technology, and all kinds of faults of gearbox are simulated. Through data acquisition equipment and fault diagnosis expert system, data acquisition and data analysis are carried out, and the cause of fault is obtained through analysis, and then the theoretical analysis results and experimental simulation results are compared, and the final conclusion is obtained. In the study, the fault mechanism of gearbox is described, from the fault form and symptom of gearbox, the fault form and vibration mechanism of gear, the fault characteristics and fault mechanism of rolling bearing. The fault characteristics, fault mechanism and signal processing technology of gear shaft are introduced, and the wireless sensor network and fault diagnosis expert system based on Zigbee technology are also introduced. Secondly, on the basis of the existing wireless sensor network technology and fault diagnosis expert system, the wireless sensor network is built with ADXL202 wireless acceleration sensor and DH3819 coordinator, and the gearbox fault vibration test bench is designed. The sensor installation position is set up in the gearbox part, and the vibration test bench is connected with the data acquisition system and fault diagnosis expert system through ADXL202 wireless acceleration sensor. Wireless sensor network is used to collect the data of gearbox, and the collected data is passed into the fault diagnosis expert system. Finally, a complete expert system of gearbox condition monitoring and fault diagnosis based on wireless transmission network is formed. Finally, through the establishment of the completed system, the vibration data of gearbox measurement points are collected, and the time domain analysis module and frequency domain analysis module of fault diagnosis expert system are applied respectively. The cepstrum analysis module and the envelope spectrum analysis module analyze the collected data, extract the frequency characteristics and judge the fault, and compare the experimental analysis fault with the actual simulation fault to draw the research conclusion. According to the research results, this paper puts forward constructive suggestions and prospects for the future.
【学位授予单位】:武汉纺织大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP274;TH165.3

【参考文献】

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本文编号:2480768

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