基于小波包能量谱与HHT的隔膜泵主轴故障诊断研究

发布时间：2017-09-23 19:22

  本文关键词：基于小波包能量谱与HHT的隔膜泵主轴故障诊断研究

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【摘要】：随着工业生产的迅速发展,科学技术的不断创新和进步,现代机械设备的复杂化、高效化、智能化程度越来越高。因此,保证机械设备安全可靠的运行就显得尤为重要。管道输送是既铁路运输、公路运输、海陆运输、航空运输之后的第五大运输方式。管道输送既可以进行长距离、高浓度的输送,也可以用于高温、高腐蚀的固液两相液的运输。对了一些道路交通不方便的,物质易抛洒或者易泄漏的运输,它更是体现了无与伦比优势。所以近年来,管道输送行业发展极为迅速,但如何保证管道输送的安全和稳定,是一个急需解决的问题。 往复式活塞隔膜泵是管道输送的核心设备之一,它是管道输送的动力输出装置,所以隔膜泵的安全问题也就是管道输送的核心安全问题。主轴是往复式活塞隔膜泵的关键部件之一。在运行的过程中,主轴的失效是最致命的,主轴一旦出现故障,往往导致生产的停顿,造成巨大的经济损失,甚至人员伤亡。 本文通过对往复式活塞隔膜泵及主轴的运行机理进行研究分析,再对设备运行的振动信号进行分析和研究,最后实现了对往复式活塞隔膜泵主轴的故障诊断。通过诊断隔膜泵主轴的故障,确保设备的安全运行,进而保证工业生产的正常运行。论文具体工作如下： (1)本文采用了两种不同的方法分析隔膜泵主轴的振动信号,分别是基于小波包能量谱分析的故障诊断方法,和基于EMD的HHT的故障诊断方法。通过不同的处理方法和分析角度,对隔膜泵主轴的故障信息进行分析,实现了故障诊断的研究和探索。 (2)以小波理论和小波包理论为主要理论依据,通过采集往复式活塞隔膜泵主轴的振动信号,进行小波包分解为多个子频带,求出各频带的能量及能量比例,然后对比故障振动信号和正常振动信号的频带能量谱比例图,找出发生故障的频带,进而找出往复式隔膜泵的故障特征频率,诊断出故障。 (3)以EMD和HHT理论为主要理论依据,通过用经验模式分解方法EMD对信号数据进行处理,得到有限数目的本征模式函数IMF,再对每个IMF进行Hilbert变换,从而获得信号的Hilbert谱和边际谱,进而实现对故障的诊断。通过研究分析HHT时频三维图和边际谱,能够准确地反映出隔膜泵主轴的运行状况,直接反映出发生故障特征频率。 本文通过引入不同故障诊断方法对振动故障进行诊断研究,对往复式活塞隔膜泵主轴的振动故障诊断展开了探讨,为日后进一步的实现工业化故障诊断监控和诊断做好理论基础。可见,基于振动信号的隔膜泵主轴故障诊断是可行的和有效的。通过对基于小波包能量谱分析的故障诊断方法,和基于EMD的HHT的故障诊断方法进行研究,对两种不同的处理手段和分析方法的进行对比分析,以便于在实际工业生产生活中,合理有效的采取恰当的技术手段,充分实现资源的整合和利用。
【关键词】：隔膜泵主轴 故障诊断 振动 小波包 能量谱 EMD HHT
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH165.3;TH323
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 设备故障诊断的研究背景9
• 1.2 设备故障诊断的研究意义9-10
• 1.3 国内外设备故障诊断的研究现状10-13
• 1.3.1 设备故障诊断国外的研究现状10-12
• 1.3.2 设备故障诊断国内的研究现状12-13
• 1.4 论文的研究思路及创新点13
• 1.5 论文的章节安排13-15
• 第二章 设备故障诊断的基本技术和隔膜泵及主轴介绍15-23
• 2.1 设备故障诊断的基本技术15-19
• 2.1.1 傅立叶变换分析15-16
• 2.1.2 功率谱分析16-17
• 2.1.3 倒频谱分析17-18
• 2.1.4 细化谱分析18
• 2.1.5 小波变换18
• 2.1.6 小波包分解18
• 2.1.7 WIGNER-VILLE分布18-19
• 2.1.8 HILBERT-HUANG变换19
• 2.2 往复式活塞隔膜泵及主轴介绍19-23
• 2.2.1 往复式活塞隔膜泵机构组成20
• 2.2.2 往复式活塞隔膜泵主轴工作原理20-23
• 第三章 基于小波包能量谱分析的隔膜泵主轴故障诊断23-35
• 3.1 小波变换理论和小波包分解理论23-26
• 3.1.1 小波变换理论23-26
• 3.2 小波包分解理论26-27
• 3.3 小波包能量谱分析27-28
• 3.4 仿真验证实验28-33
• 3.5 本章小结33-35
• 第四章 基于EMD的HHT的隔膜泵主轴故障诊断35-49
• 4.1 EMD方法原理35-39
• 4.1.1 瞬时频率35-36
• 4.1.2 本征模式函数36-37
• 4.1.3 EMD的基本原理37-38
• 4.1.4 EMD方法的特点38-39
• 4.2 基于EMD的HHT的基本原理39-40
• 4.3 仿真验证实验40-46
• 4.4 对比分析46-47
• 4.5 本章小结47-49
• 第五章 总结和展望49-51
• 5.1 工作总结49
• 5.2 展望49-51
• 致谢51-53
• 参考文献53-59
• 附录A (攻读硕士期间发表的论文)59-60
• 附录B (攻读硕士期间申请的专利)60-61
• 附录C (攻读硕士期间申请的软件著作权)61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵春霞;许宝杰;马超;;基于EMD和SVM的数控机床主轴故障诊断[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年04期

2 冯健;曹建刚;;基于Hilbert变换和小波包能量分析的转子断条故障诊断[J];东北大学学报(自然科学版);2010年12期

3 李天云,赵妍,季小慧,李楠;HHT方法在电力系统故障信号分析中的应用[J];电工技术学报;2005年06期

4 赵庆明;贺家李;李永丽;;基于希尔伯特-黄变换的超高速方向保护研究[J];电网技术;2007年10期

5 任志玲;付华;尹丽娜;;煤矿通风机故障诊断的小波包方法[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年04期

6 印嘉;吴建德;王晓东;范玉刚;黄国勇;;基于小波包能量谱的往复式隔膜泵故障诊断研究[J];传感器与微系统;2012年10期

7 李恒梅;袁洪春;熊超;陈磊;;一种基于Weyl-Wigner对应规则显解压缩态的方法[J];常州工学院学报;2012年04期

8 邹伟生;袁海燕;罗绍卓;;长距离管道输送发展现状及在矿山的应用前景[J];金属材料与冶金工程;2009年01期

9 彭恒义,轩建平,史铁林;基于小波包分析的往复式天然气压缩机故障诊断系统[J];机床与液压;2004年07期

10 马建仓;叶佳佳;;基于小波包分析的航空发动机故障诊断[J];计算机仿真;2010年02期

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本文编号：907062