基于振動特征分析的風(fēng)電齒輪箱故障診斷技術(shù)研究

【摘要】：隨著社會的發(fā)展,建立在石油、煤、天然氣等能源基礎(chǔ)上的能源體系在推動人類社會進(jìn)步的同時也帶來了環(huán)境污染,能源危機(jī)等問題。與非可再生能源相比,風(fēng)能具有易開采、儲量足、無污染、可持續(xù)利用等特點。近年來風(fēng)能技術(shù)快速發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電逐步成為最具商業(yè)化發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)。而齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的重要傳動部件,它的工作狀態(tài)對整臺設(shè)備是否能良好運(yùn)行起著關(guān)鍵的作用。風(fēng)能具有隨時性、爆發(fā)性和不穩(wěn)定性,會給風(fēng)力發(fā)電機(jī)帶來交變的、復(fù)雜的沖擊載荷,導(dǎo)致風(fēng)電齒輪箱的振動信號十分復(fù)雜,因此本文在對齒輪箱的結(jié)構(gòu)組成、振動機(jī)理和故障特征進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)之上,利用時域分析和頻域分析方法開展了對風(fēng)電齒輪箱故障診斷技術(shù)的研究。具體研究內(nèi)容如下:首先,研究了齒輪箱結(jié)構(gòu)組成及振動機(jī)理,分析了齒輪常見故障類型及其產(chǎn)生原因,并對齒輪箱故障的振動信號特征進(jìn)行理論分析與研究。其次,介紹常用的振動信號分析方法,包括時域分析技術(shù)、頻域分析技術(shù)和時頻域分析技術(shù)。其中時域分析方法有時域同步平均法、時域統(tǒng)計分析法以及經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解法;頻域分析方法有功率譜、倒頻譜和包絡(luò)分析;時頻域分析方法包括短時傅里葉變換、Wigner-Ville分布、小波變換。并對各種方法的優(yōu)缺點做了簡要對比分析。再次,介紹了基于行星齒輪箱的故障模擬試驗臺。闡述了試驗臺的各部分組成和測試原理,說明了傳感器的類型和安裝位置。通過實驗研究,模擬了齒輪點蝕故障,在設(shè)定不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載的工況下采集齒輪健康信號與故障信號。最后,通過時域分析方法和頻域分析方法,對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。提取故障信號的峰值、均方根值和峭度值等時域參數(shù)作為故障診斷的時域特征值,用時域特征值來判定齒輪箱的故障情況及運(yùn)行狀態(tài);并結(jié)合觀察和分析健康信號與故障信號的頻域特征來分析故障的可能發(fā)生位置,分析結(jié)果驗證了算法的有效性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電機(jī) 齒輪箱 故障診斷 時域分析 頻域分析
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 課題概述9-10
• 1.1.1 課題背景9
• 1.1.2 課題研究目的及意義9-10
• 1.2 風(fēng)機(jī)齒輪箱故障診斷研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 主要研究內(nèi)容11-12
• 1.4 論文總體結(jié)構(gòu)12-13
• 第二章 風(fēng)電齒輪箱的故障形式及其振動特性13-26
• 2.1 風(fēng)電齒輪箱的結(jié)構(gòu)組成及其振動機(jī)理分析13-18
• 2.1.1 風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)13-15
• 2.1.2 行星齒輪箱振動模型15-18
• 2.2 齒輪的常見故障18-21
• 2.2.1 齒輪常見的故障類型19-20
• 2.2.2 故障的原因20-21
• 2.3 故障齒輪箱的典型振動信號特征21-26
• 2.3.1 振動信號成分構(gòu)成21-24
• 2.3.2 典型故障的振動信號特征24-26
• 第三章 信號分析處理方法26-39
• 3.1 時域分析26-28
• 3.1.1 時域同步平均法26-27
• 3.1.2 時域統(tǒng)計分析法27
• 3.1.3 經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解法27-28
• 3.2 頻域分析28-31
• 3.2.1 功率譜29-30
• 3.2.2 倒頻譜30
• 3.2.3 包絡(luò)分析30-31
• 3.3 時頻域分析31-38
• 3.3.1 短時傅里葉變換（STFT）31-32
• 3.3.2 Wigner-Ville分布32-33
• 3.3.3 小波變換33-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 實驗研究39-47
• 4.1 實驗臺結(jié)構(gòu)39-45
• 4.1.1 實驗臺組成39-40
• 4.1.2 動態(tài)信號采集系統(tǒng)40-44
• 4.1.3 振動傳感器的安裝44-45
• 4.2 故障模擬45
• 4.3 測試過程45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 實驗數(shù)據(jù)分析47-56
• 5.1 實驗樣機(jī)特征參數(shù)理論計算47-48
• 5.2 時域分析48-51
• 5.3 頻域分析51-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 總結(jié)與展望56-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果63-65
• 致謝65

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

齒輪箱故障的狀態(tài)監(jiān)測分析    孫福霞

正確運(yùn)用分析方法確定齒輪箱故障    杜秋杰

齒輪箱故障信息增強(qiáng)技術(shù)研究    姚竹亭,潘宏俠

齒輪箱故障時域和頻域綜合診斷技術(shù)    陸人定;

定量診斷齒輪箱故障方法的探討    湯和;汪元輝;張策;應(yīng)懷樵;

齒輪箱故障的實時監(jiān)測的原理和系統(tǒng)設(shè)計    張新華

風(fēng)機(jī)齒輪箱故障原因淺析    蒙宣伊;龍辛;

風(fēng)電機(jī)組齒輪箱故障分析及改進(jìn)措施    于良峰;趙登利;吳樹梁;

隨機(jī)監(jiān)測磨屑預(yù)報齒輪箱故障    G.H.Mills;劉志堅;

風(fēng)電齒輪箱故障診斷實例分析    肖洪波;劉松松;

齒輪箱故障信息增強(qiáng)技術(shù)研究    姚竹亭;潘宏俠;

基于CHMM動態(tài)模型的齒輪箱故障檢測和診斷方法研究    李淑智;劉彈;徐光華;

基于Fisher準(zhǔn)則的風(fēng)電齒輪箱故障識別    楊炯明;范得功;周雁冰;柳亦兵;

齒輪箱故障振動信號去噪及特征提取算法研究    張澎濤

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的行星齒輪箱故障診斷方法研究    劉志亮

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱故障預(yù)警方法研究    張欣欣

基于時頻—解調(diào)分析的行星齒輪箱故障診斷方法研究    劉劍鋒

基于振動特征分析的風(fēng)電齒輪箱故障診斷技術(shù)研究    任爽

風(fēng)電機(jī)組齒輪箱故障趨勢預(yù)測方法研究    馬玉峰

基于狀態(tài)監(jiān)測信息的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱故障預(yù)測研究    王斐斐

齒輪箱故障特征提取技術(shù)研究    王艷芳

基于信息融合的齒輪箱故障診斷技術(shù)研究    彭志凌

基于EMD和支持向量機(jī)的齒輪箱故障診斷方法研究    張斌

基于EMD的齒輪箱故障特征提取方法研究    張強(qiáng)

基于振動信號分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的齒輪箱故障診斷技術(shù)研究    熊健