發(fā)布時間：2020-06-06 23:51

【摘要】： 旋轉(zhuǎn)機(jī)械運行中產(chǎn)生的振動信號包含了豐富的故障信息,通過對其進(jìn)行處理與分析,可以得到機(jī)械設(shè)備零部件的狀態(tài)變化信息,從而判斷出機(jī)械的運行狀態(tài)或故障類型。旋轉(zhuǎn)機(jī)械測試信號的處理一直是故障診斷和特征識別的重要研究領(lǐng)域,在此背景下,本文對以下內(nèi)容進(jìn)行了研究和闡述: 首先介紹了課題的來源、背景、研究現(xiàn)狀及其研究意義,對旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的基本過程,研究內(nèi)容做了詳細(xì)闡述;介紹了論文的主要工作和創(chuàng)新點。研究了旋轉(zhuǎn)機(jī)械的典型故障及其振動特征; 由于故障而引起的振動其表現(xiàn)形式是多種多樣的,為了準(zhǔn)確判明引起故障的原因,一般來說,應(yīng)將振動故障的類型區(qū)分清楚,對不同類型的故障以及各自對應(yīng)的振動特征有明確的了解,只有這樣,才能取得故障診斷的成功。因此,在第2章中對旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的常見典型故障產(chǎn)生的基本理論和相應(yīng)的振動特征進(jìn)行了研究。 研究了旋轉(zhuǎn)機(jī)械測試信號的處理方法,并用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械典型故障的特征提取與診斷; 對旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的振動信號處理方法進(jìn)行了研究。首先研究了譜分析的最早形式——傅里葉變換,并將其用于汽輪發(fā)電機(jī)組的軸瓦以及發(fā)電機(jī)組給水泵的軸瓦振動信號的分析與故障診斷;在比較了傳統(tǒng)的離散頻譜校正與細(xì)化技術(shù)后,提出了離散頻譜的頻率抽取校正法,仿真算例驗證了該方法的有效性;研究了包絡(luò)分析技術(shù)、全息譜技術(shù)、高階統(tǒng)計分析技術(shù);研究了主要的時頻分析技術(shù):短時傅里葉變換、小波變換、Winger-Ville分布、Hilbert-Huang變換、Chirplet變換;研究了旋轉(zhuǎn)機(jī)械的階比跟蹤濾波技術(shù),并以某汽車的加速振動信號為例,說明了改進(jìn)后的Gabor階比跟蹤濾波方法的正確性和可行性。研究這些先進(jìn)的振動信號處理方法,對正確地提取旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障特征,保證大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的安全可靠運行,避免巨額的經(jīng)濟(jì)損失和災(zāi)難性事故發(fā)生,提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益有重要的意義。 介紹了隱馬爾科夫模型的基本理論,研究了隱馬爾科夫模型的算法及其在故障診斷中的應(yīng)用; 介紹了Markov鏈基本理論,并通過一個簡單的實例把它擴(kuò)展到了隱馬爾科夫模型(HMM);然后重點介紹離散HMM的基本概念、理論以及設(shè)計時遇到的三個基本問題;分析了HMM在實際應(yīng)用中所面臨的問題并提出了合理的解決方案,最后,分析了HMM在故障診斷中的作用,并介紹了HMM故障診斷的方法。 介紹了一體化旋轉(zhuǎn)機(jī)械特征分析儀的研制與應(yīng)用; 介紹了虛擬儀器的產(chǎn)生和發(fā)展;對“秦氏模型”進(jìn)行了簡單地描述;根據(jù)“秦氏模型”虛擬儀器的思想開發(fā)了虛擬式旋轉(zhuǎn)機(jī)械特征分析儀,并與一體化儀器技術(shù)相結(jié)合,形成了QLVC-RM3型一體化旋轉(zhuǎn)機(jī)械特征分析儀,將QLVC-RM3型一體化旋轉(zhuǎn)機(jī)械特征分析儀應(yīng)用到了現(xiàn)場,對直流電機(jī)驅(qū)動的渦輪減速箱振動信號以及轉(zhuǎn)子實驗臺轉(zhuǎn)子升速振動信號進(jìn)行了測試與分析,并與BK公司的PULSE 3560C系統(tǒng)的計算結(jié)果進(jìn)行了對比。 最后,總結(jié)了該論文的內(nèi)容,并提出了進(jìn)一步的研究方向。
【圖文】：

按振動原因分類) 轉(zhuǎn)子不平衡所引起的振動；) 軸系不對中所引起的振動；) 滑動軸承與軸頸偏心所引起的振動；) 機(jī)器零部件松動所引起的振動；) 摩擦(如密封件摩擦、轉(zhuǎn)子與定子摩擦等)所引起的振動；) 滾動軸承損壞所引起的振動；) 滑動軸承油膜渦動和油膜振蕩所引起的振動；) 空氣動力和水力等因素所引起的振動；) 軸承座剛度不對稱所引起的振動；0) 電氣方面原因所引起的振動。統(tǒng)：關(guān)振動.支撐、緊固元件：機(jī)械性松弛.配合元件：平行、偏角不對中和軸承裝轉(zhuǎn)子或其它結(jié)構(gòu)：共振.

旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)動部分通常稱轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子不平衡是各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械中普遍存在的問題，也是最常見的振動故障之一[5][6][42]。不平衡轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)工作過程中，由于周期性的離心慣性力對轉(zhuǎn)子的激勵作用，將產(chǎn)生強迫振動而影響轉(zhuǎn)子的平衡運轉(zhuǎn)嚴(yán)重時甚至?xí)�損壞轉(zhuǎn)子。引起轉(zhuǎn)子不平衡的原因是多方面的，如：由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理而造成的幾何尺寸不同心，或幾何中心線偏離旋轉(zhuǎn)軸線；制造、安裝誤差；轉(zhuǎn)子材質(zhì)不均勻，或受熱不均勻；轉(zhuǎn)子初始彎曲；工作介質(zhì)中的固體雜質(zhì)在轉(zhuǎn)子上不均勻沉積；轉(zhuǎn)子在使用過程中被腐蝕、磨損；轉(zhuǎn)子上零部件松動、脫落等。轉(zhuǎn)子不平衡包括轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的質(zhì)量偏心及轉(zhuǎn)子部件出現(xiàn)缺損。盡管偏心和部件缺損是兩種不同的故障，但其不平衡振動機(jī)理卻有共同之處，均為一階旋轉(zhuǎn)頻率(基頻)，，即( )Hznf600= (2.1式中 n 表示轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。不平衡轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時將產(chǎn)生一個呈周期變化的不平衡力其周期正好是 1/ f0，如圖 2.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH165.3

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本文編號：2700471