基于声发射技术的低速重载回转支承故障诊断实验研究

发布时间：2017-06-03 18:12

  本文关键词：基于声发射技术的低速重载回转支承故障诊断实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：回转支承是回转类起重机的关键部件,也是主要易受损部件之一,运行中承受较大的冲击载荷。一般来说,回转支承采用封闭式结构,无法直接观察到内部的运行状况,难以通过在线检测发现早期故障并进行判断和预防性维修,所以对回转支承故障模式的分析有着重要的实践价值。本文以声发射为技术手段,对基于声发射技术的回转支承故障识别和诊断方法进行理论和实验研究。 首先,介绍了回转支承故障诊断的研究意义及声发射检测的现状,描述了回转支承的结构型式和典型故障形式,并对回转支承几种典型故障机理进行了分析。调研了起重机回转支承运行情况,为起重机回转运行状态监测提供了可靠依据。根据声发射特征参数的定义,介绍了声发射信号参数分析方法及其噪声的排除。 然后,采用实验方法,监测实验全过程的声发射现象,采集回转支承正常工作无缺陷、带外圈滚道缺陷和带滚柱缺陷下运行的声发射信号,并对该信号进行参数分析,找出了能有效反映回转轴承运行状态的声发射特征参数,包括：参数分布特征、波形频谱特征和定位特征。 最后,研究了小波分析在回转支承声发射信号处理中的应用问题,分析了声发射信号处理中的小波基选取方法,根据小波分析的Mallat算法,推导了小波分解的最大尺度公式,确定了各尺度下信号的频率范围,提出了基于小波能谱系数的回转支承声发射源特征提取方法,并对回转支承外圈缺陷和滚柱缺陷的声发射源进行了特征提取,结果表明,利用该方法能够正确识别出这两种缺陷的声发射源。
【关键词】：回转支承 故障模式 声发射检测 小波分析 特征提取
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH165.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题来源及课题背景10-13
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 回转支承故障诊断的意义10
• 1.1.3 声发射检测技术概述10-13
• 1.2 国内外的研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 论文的主要结构与研究内容15-16
• 1.3.1 论文的主要结构15-16
• 1.3.2 论文解决的关键问题16
• 1.4 本章小结16-17
• 第2章 低速重载回转支承故障模式和机理分析17-26
• 2.1 回转支承的结构型式17-19
• 2.2 回转支承振动机理19-20
• 2.3 回转支承的典型故障模式20-21
• 2.4 回转支承典型故障机理分析21-22
• 2.4.1 磨损类故障21
• 2.4.2 疲劳剥落类故障21
• 2.4.3 结构变形类故障21-22
• 2.4.4 螺栓松动类故障22
• 2.4.5 局部阻力过大类故障22
• 2.5 案例分析22-25
• 2.5.1 疲劳剥落损伤案例22-23
• 2.5.2 安装控制不当案例23-24
• 2.5.3 螺栓松动断裂案例24
• 2.5.4 局部阻力过大案例24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 声发射信号分析方法26-34
• 3.1 声发射特征参数及定义26-28
• 3.2 声发射信号波形特征28-29
• 3.2.1 波形28
• 3.2.2 频谱28-29
• 3.3 声发射信号参数分析方法29-32
• 3.3.1 声发射信号单参数分析方法29
• 3.3.2 计数法29-30
• 3.3.3 能量分析法30-31
• 3.3.4 分布分析法31-32
• 3.3.5 列表分析法32
• 3.4 声发射噪声的排除32-33
• 3.4.1 噪声来源32
• 3.4.2 噪声排除32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 回转支承故障诊断的实验研究34-68
• 4.1 实验目的34
• 4.2 实验装置及设备34-40
• 4.2.1 回转支承实验装置35-36
• 4.2.2 声发射信号检测系统36-40
• 4.3 实验方案40-41
• 4.4 回转支承无缺陷的声发射实验41-51
• 4.4.1 降噪措施41
• 4.4.2 实验步骤41-42
• 4.4.3 实验结果与分析42-51
• 4.5 回转支承带外圈滚道缺陷的声发射实验51-58
• 4.5.1 外圈滚道缺陷理论模型的建立51-53
• 4.5.2 外圈滚道缺陷的实验53-58
• 4.6 回转支承带滚柱缺陷的声发射实验58-65
• 4.6.1 滚动体缺陷理论模型的建立58-60
• 4.6.2 滚柱缺陷的实验60-65
• 4.7 三种实验方案的结果对比分析65-67
• 4.8 本章小结67-68
• 第5章 小波变换在回转支承声发射信号处理中的应用研究68-84
• 5.1 小波变换的基本原理68-72
• 5.1.1 小波变换的基本概念68-70
• 5.1.2 多分辨率分析及Mallat算法70-72
• 5.2 回转支承声发射信号小波分析的方法研究72-76
• 5.2.1 回转支承声发射信号的特点72
• 5.2.2 小波基的选取72-73
• 5.2.3 小波分解尺度的确定73-74
• 5.2.4 回转支承声发射源特征提取方法的研究74-76
• 5.3 回转支承中声发射信号的小波分析76-83
• 5.3.1 声发射信号的噪声去除76-78
• 5.3.2 外圈滚道缺陷声发射信号的小波分析78-81
• 5.3.3 两种回转支承故障声发射源的小波能谱分析81-83
• 5.4 本章小结83-84
• 第6章 总结与展望84-86
• 6.1 全文总结84-85
• 6.2 全文展望85-86
• 致谢86-87
• 参考文献87-91
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目91

【参考文献】

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