变速器台架试验早期故障识别与监控方法研究

发布时间：2017-10-28 09:31

  本文关键词：变速器台架试验早期故障识别与监控方法研究

  更多相关文章： 台架试验 振动特征 故障识别 故障监控

【摘要】：变速器是汽车传动系统中的关键设备,其质量问题直接关系到汽车传动系的工作性能。变速器在出厂前需要通过各种台架试验对其性能进行验证,为下一步的产品优化提供参考试验数据。在台架试验过程中被试变速器有可能会产生故障现象,若故障发生后不能及时阻止试验台运行,可能会引起变速器其他零部件的失效,最终造成变速器大面积损坏,甚至导致试验台破坏。因此,被试变速器的在线状态监控是台架试验重要组成部分。早期故障信息的提取可以准确判断变速器故障源,为变速器的回厂返修和性能优化提供重要依据,而良好的监控方法可使台架在变速器发生局部故障时及时停止试验,保留变速器的早期故障特征,方便实验人员开展后续故障分析。本论文分析了变速器故障特征,在故障识别方法研究基础上选用振动量作为变速器早期故障主要识别信号。然后将频域的阶次分析方法用于提取变速器早期故障特征,选择基于重采样的阶次分析方法,较好地提取出齿轮类故障特征。针对轴承类早期故障特征信号微弱的特点,本文选用以包络分析和阶次分析相结合的包络阶次分析方法,实现高频调制信号中故障特征的提取,在此基础上构建对冲击类故障敏感的峭度滤波器过滤干扰信号。本文研究了被试变速器在线状态监控中的阈值设置方法,提出基于转速、扭矩、温度和档位的工况区间划分方法,进行了区间划分。变速器在不同工况区间自学习生成参考值,采用阶次参考谱计算方法和监控特征量基于β分析的阈值设置方法进行自学习,联合监控相关特征量实现监控系统自动报警。通过以上早期故障识别与监控方法的研究,本文设计了变速器台架在线状态监控系统。采用NI公司PXI采集设备和丹麦BK公司的振动加速度传感器等搭建监控系统硬件平台,并基于C#语言编制在线状态监控软件系统,最后对监控系统性能进行了验证。
【关键词】：台架试验 振动特征 故障识别 故障监控
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U467.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景及意10-11
• 1.1.1 课题背景10
• 1.1.2 课题来源10
• 1.1.3 课题研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状和趋势11-13
• 1.2.1 早期故障诊断与监控方法国外研究现状11-13
• 1.2.2 变速器早期故障诊断与监控方法国内外发展概况13
• 1.3 本文的主要内容13-14
• 1.4 论文研究目标与内容14-16
• 2 变速器早期故障识别与监控方法16-26
• 2.1 变速器故障模式分析16-18
• 2.1.1 齿轮常见故障16-17
• 2.1.2 轴承常见故障17-18
• 2.2 信号分析基本理论18-20
• 2.2.1 时域分析18-19
• 2.2.2 频域分析19-20
• 2.3 故障识别方法20-21
• 2.4 监控阈值设置方法21-23
• 2.5 变速器的振动机理分析23-24
• 2.5.1 变速器正常工作的振动特征23-24
• 2.5.2 变速器异常工作的振动特征24
• 2.6 本章小结24-26
• 3 台架试验早期故障识别方法研究26-40
• 3.1 概述26
• 3.2 基于阶次跟踪的故障识别方法26-33
• 3.2.1 阶次分析方法概述26-27
• 3.2.2 硬件式和计算阶次跟踪方法:27-29
• 3.2.3 重采样阶次分析29-30
• 3.2.4 阶次分析实例30-31
• 3.2.5 阶次抗混叠滤波31-32
• 3.2.6 变速器特征阶次计算32-33
• 3.3 基于阶次包络谱的早期故障识别方法33-39
• 3.3.1 阶次包络分析方法33-34
• 3.3.2 基于峭度谱的滤波器实现34-37
• 3.3.3 希尔伯特包络检波分析37-38
• 3.3.4 实例分析38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 在线状态监控方法研究40-50
• 4.1 概述40
• 4.2 变速器监控参数及运行工况选取40-41
• 4.2.1 转矩、转速监控40
• 4.2.2 温度、档位监控40
• 4.2.3 振动信号监控40-41
• 4.3 工况区间划分41-44
• 4.4 监控系统阈值自学习44-47
• 4.4.1 阶次参考谱自学习44-45
• 4.4.2 基于β分布的动态自学习方法45-47
• 4.5 在线状态监控报警逻辑47-49
• 4.5.1 监控报警特征量选取47-48
• 4.5.2 报警方法设置48-49
• 4.6 本章小结49-50
• 5 监控系统开发50-66
• 5.1 概述50
• 5.2 硬件系统开发50-55
• 5.2.1 变速器室内试验台架50-52
• 5.2.2 监控系统传感器选择52-54
• 5.2.3 数据采集系统开发54-55
• 5.3 软件系统开发55-62
• 5.3.1 软件开发平台55-58
• 5.3.2 数据库建立58-60
• 5.3.3 软件模块功能设计60-62
• 5.4 试验验证62-64
• 5.5 本章总结64-66
• 6 总结与展望66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 展望67-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-72
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果72

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本文编号：1107694