多技术融合在齿轮箱故障诊断中的应用
发布时间：2023-05-14 07:38
齿轮传动是机械设备广泛采用的传动方式，而故障齿轮的运行又是诱发机器产生故障的重要原因之一，因此对齿轮进行及时而准确的故障诊断是非常重要的。当前智能化的齿轮传动故障诊断系统已经成为保障设备安全有效运行的有力工具。因此深入开展齿轮箱故障诊断系统的研究并将其转化为实际应用会产生重要的理论意义和实用价值。 本论文研究内容来源于甘肃省教育厅科研项目《基于频谱分析的金川公司皮带机减速器在线状态监测与故障诊断理论研究与分析》(项目编号0503B—07)。在深入研究齿轮箱故障振动机理、故障时频域特征之后，通过实验，不仅证实了本文所汇总的多技术融合的齿轮箱故障诊断特征细化表的正确性，而且验证了故障诊断系统特征细化表的有效性。 具体研究内容如下： 1．针对齿轮的主要异常现象及失效形式，系统地研究了齿轮的振动、噪声产生的机理，建立了齿轮振动的数学模型，详细论述了齿轮的旋转频率故障与啮合频率故障的频谱特征。 2．针对齿轮的旋转频率故障和啮合频率故障，阐述了齿轮故障运行时信号的时域和频域特征与正常信号的差别，并详细论述了齿轮故障信号的特征提取方法，总结出正常齿轮、齿轮偏心、均匀磨损、裂纹齿、断齿、齿面胶合和点蚀...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
目录
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题概述
1.1.1 课题的来源
1.1.2 课题研究的目的及意义
1.2 齿轮传动故障诊断系统的发展及现状
1.2.1 齿轮传动故障诊断发展历程
1.2.2 齿轮传动故障诊断研究现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 齿轮箱故障及振动机理研究
2.1 齿轮箱故障分类及成因
2.1.1 齿轮的失效形式
2.1.2 转轴故障及成因
2.1.3 轴承故障及成因
2.2 齿轮系统的振动机理分析
2.2.1 齿轮的基本振动分析
2.2.2 齿轮系统振动的数学模型
2.2.3 齿轮箱典型故障的频谱特征
2.3 齿轮系统的振动特征
2.3.1 啮合频率及其各次谐波
2.3.2 齿轮系统振动信号的调制及其边频带
2.3.3 齿轮系统振动信号的其它成分
2.4 本章小结
第三章 齿轮箱振动信号的分析和特征提取
3.1 齿轮箱信号的常规分析方法
3.1.1 时域分析
3.1.2 频域分析
3.1.3 边频带分析及倒频谱分析
3.2 齿轮箱信号的解调分析方法
3.2.1 希尔伯特变换
3.2.2 希尔伯特变换解调的原理
3.3 齿轮箱信号的特征及故障诊断指标
3.3.1 正常齿轮的时域特征与频域特征
3.3.2 齿轮偏心时的时域特征与频域特征
3.3.3 均匀磨损齿轮的特征及故障诊断指标
3.3.4 齿面胶合和点蚀的特征及故障诊断指标
3.3.5 裂纹齿轮的特征及故障诊断指标
3.3.6 断齿的特征及故障诊断指标
3.3.7 裂纹轴的特征及故障诊断指标
3.3.8 轴不平衡的特征及故障诊断指标
3.3.9 轴轻度弯曲的特征及故障诊断指标
3.3.10 轴严重弯曲的特征及故障诊断指标
3.3.11 滚动轴承故障的特征及故障诊断指标
3.3.12 轴系不对中的特征及故障诊断指标
3.4 齿轮箱故障诊断特征细化表
3.5 本章小结
第四章 实验系统的构成
4.1 系统设计
4.2 实验台的组成
4.2.1 故障模拟器的组成
4.2.2 传感器的选择
4.2.3 数据采集系统
4.3 实验台的功能
4.4 齿轮故障的设置
4.5 测点的选择
4.6 本章小结
第五章 多技术融合在齿轮箱故障诊断中的实例分析
5.1 试验样机的理论分析
5.2 故障诊断实例
5.2.1 正常齿轮的相关参数
5.2.2 点蚀故障的分析
5.2.3 轴裂纹故障的分析
5.2.4 轴承故障故障的分析
5.2.5 联轴器不对中故障的分析
总结和展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3817471
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
目录
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题概述
1.1.1 课题的来源
1.1.2 课题研究的目的及意义
1.2 齿轮传动故障诊断系统的发展及现状
1.2.1 齿轮传动故障诊断发展历程
1.2.2 齿轮传动故障诊断研究现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 齿轮箱故障及振动机理研究
2.1 齿轮箱故障分类及成因
2.1.1 齿轮的失效形式
2.1.2 转轴故障及成因
2.1.3 轴承故障及成因
2.2 齿轮系统的振动机理分析
2.2.1 齿轮的基本振动分析
2.2.2 齿轮系统振动的数学模型
2.2.3 齿轮箱典型故障的频谱特征
2.3 齿轮系统的振动特征
2.3.1 啮合频率及其各次谐波
2.3.2 齿轮系统振动信号的调制及其边频带
2.3.3 齿轮系统振动信号的其它成分
2.4 本章小结
第三章 齿轮箱振动信号的分析和特征提取
3.1 齿轮箱信号的常规分析方法
3.1.1 时域分析
3.1.2 频域分析
3.1.3 边频带分析及倒频谱分析
3.2 齿轮箱信号的解调分析方法
3.2.1 希尔伯特变换
3.2.2 希尔伯特变换解调的原理
3.3 齿轮箱信号的特征及故障诊断指标
3.3.1 正常齿轮的时域特征与频域特征
3.3.2 齿轮偏心时的时域特征与频域特征
3.3.3 均匀磨损齿轮的特征及故障诊断指标
3.3.4 齿面胶合和点蚀的特征及故障诊断指标
3.3.5 裂纹齿轮的特征及故障诊断指标
3.3.6 断齿的特征及故障诊断指标
3.3.7 裂纹轴的特征及故障诊断指标
3.3.8 轴不平衡的特征及故障诊断指标
3.3.9 轴轻度弯曲的特征及故障诊断指标
3.3.10 轴严重弯曲的特征及故障诊断指标
3.3.11 滚动轴承故障的特征及故障诊断指标
3.3.12 轴系不对中的特征及故障诊断指标
3.4 齿轮箱故障诊断特征细化表
3.5 本章小结
第四章 实验系统的构成
4.1 系统设计
4.2 实验台的组成
4.2.1 故障模拟器的组成
4.2.2 传感器的选择
4.2.3 数据采集系统
4.3 实验台的功能
4.4 齿轮故障的设置
4.5 测点的选择
4.6 本章小结
第五章 多技术融合在齿轮箱故障诊断中的实例分析
5.1 试验样机的理论分析
5.2 故障诊断实例
5.2.1 正常齿轮的相关参数
5.2.2 点蚀故障的分析
5.2.3 轴裂纹故障的分析
5.2.4 轴承故障故障的分析
5.2.5 联轴器不对中故障的分析
总结和展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
本文编号：3817471
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