基于虚拟仪器的压缩机故障诊断系统研究

发布时间：2020-06-23 08:22

【摘要】： 在各行各业中,压缩机越来越普遍的得到应用,在其运行过程中若出现异常状况或发生突然故障,将导致生产线或生产设备停机,造成重大经济损失,严重的甚至对人员的生命构成威胁。因此研究压缩机状态监测方法和理论,建立完善的压缩机状态监测和故障诊断系统十分必要。本文主要针对螺杆压缩机振动信号的状态监测和故障诊断理论和方法进行了研究,并以LABVIEW为开发平台,建立了压缩机故障诊断系统。 本文首先对螺杆压缩机的工作原理和基本结构进行了分析,并给出了螺杆压缩机的典型故障形式及监测诊断方法,在此基础上,分析研究了振动信号的获取和监测要点以及各种分析方法。本文的主要的分析方法有: 1.利用时域参数中的有效值、峭度指标和裕度指标三个参数来反映压缩机工作状态。 2.提出用小波能量的分布来反映压缩机工作状态的好坏程度。不同的工作状态下,振动信号的能量分布是不一样的,在正常状态下,能量分布均匀,当出现故障时,能量会集中在某一尺度范围内。 3.利用HHT分析方法对振动信号进行频域分析,传统的FFT分析方法只适合分析线性平稳信号,实际中,由于压缩机的振动激励多,振动信号往往是非平稳信号,而HHT是一种用来分析非平稳信号的有效方法。 4.提出了基于AR模型的参数预测和支持向量机的状态预测两种智能状态预测方法。为压缩机的状态监测提供了一种新的途径。 根据压缩机故障机理和诊断方法的研究,基于虚拟仪器的开发平台,利用LABVIEW提供的接口,将MATLAB和LABVIEW结合起来,开发了压缩机状态监测和故障诊断的虚拟仪器系统,主要功能有:数据采集、动态显示、实时监测、信号分析(功率谱、相关分析、连续小波变换分析、时频分析、HHT分析)、基于AR模型状态预测、基于向量机故障诊断、异常信号存储和回放、分析结果回放等功能;同时能对压缩机的吸气温度、排气温度、润滑油温度、冷却水温度、吸气压力、排气压力、冷却水流量实时监测和越限报警; 最后,利用研制的故障试验台进行了试验研究。结果表明,所搭建的虚拟仪器故障诊断系统,各模块能够较好的诊断出设备状态的好坏,验证了所开发的诊断系统的有效性和实用性。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH45
【图文】：

第二章 螺杆压缩机故障诊断方法研究压缩机基本结构和工作原理1. 基本结构通常所称的螺杆压缩机即指双螺杆压缩机，与活塞压缩机等其它类型的压缩机螺杆压缩机是一种比较新颖的压缩机。螺杆压缩机的基本结构如图 2-1 所示[10]。在压缩机的机体中，平行地配置一对的螺旋形转子。通常把节圆外具有凸齿的转子，称为阳转子；把节圆内具有凹，称为阴转子。一般阳转子与原动机连接，由阳转子带动阴转子转动。转子上使转子实现轴向定位，并承受压缩机的轴向力。同样，转子两端的圆柱滚子轴实现径向定位，并承受压缩机的径向力。在压缩机机体的两端，分别开设一定小的孔口。一个供吸气用，称着吸气孔口；另一个供排气用，称着排气口。

图 2-2 双螺杆压缩机的工作原理图Fig.2-2 Operating principle drawing of double screw compressor杆压缩机的工作原理是：由一对相互啮合的阴阳螺杆转子在机壳内，按一转运动，通过工作容积缩小进行气体压缩。转子在缸体内，开始转动时，逐渐脱离啮合而形成呈 V 形齿容积，这个齿间容积的扩大，在其内部形成，而此齿间容积又与吸气口连通，因此空气便在压差作用流入其中，在随过程中，阳转子的齿不断从阴转子的齿槽中脱离出来，齿间容积不断扩大保持着连通，当该齿间容积达到最大值，随着转子的旋转，此时齿间容积，齿间容积在此处与吸气口断开，空气被封闭在齿间，吸气结束，进入压缩缩机转子的转动依次完成吸气、压缩和排气过程[11]。上述工作原理可以看出:螺杆压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化有是借助压缩机的一对作回转运动来达到，其工作容积在周期性扩大和缩小的同时，其空间位置要在机壳上合理配置吸、排气孔口，就能实现压缩机的基本工作过程——

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本文编号：2727064