【摘要】：行星齒輪箱是現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)變速環(huán)節(jié)中的核心機(jī)構(gòu),而齒輪是行星齒輪箱各個(gè)部件中最容易損壞的關(guān)鍵構(gòu)件,一旦行星齒輪箱因?yàn)閮?nèi)部構(gòu)件故障而停止工作,將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的癱瘓,這對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及操作人員的生命安全都是極大的潛在威脅。因此,對(duì)行星齒輪箱齒輪進(jìn)行故障診斷檢測(cè)具有非常特殊的意義。常用的振動(dòng)信號(hào)分析技術(shù)避免不了設(shè)備本身振動(dòng)帶來的干擾,而聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)具有高頻抗干擾能力強(qiáng)和能夠識(shí)別早期微弱故障等優(yōu)點(diǎn)。本文基于新型聲振傳感器,以行星輪為研究對(duì)象,結(jié)合聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù),設(shè)計(jì)并制作出一套檢測(cè)系統(tǒng),對(duì)行星齒輪箱行星輪故障進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別。具體研究工作如下:首先通過查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料,介紹了行星傳動(dòng)的發(fā)展史,分析了行星齒輪箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作過程,對(duì)齒輪的故障機(jī)理進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上,分別介紹了振動(dòng)信號(hào)和聲發(fā)射信號(hào)故障檢測(cè)技術(shù)的原理以及特點(diǎn),為齒輪摩擦故障產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)的采集和處理提供了理論基礎(chǔ),同時(shí)提供了以數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)為主的行星齒輪摩擦故障的檢測(cè)方案。然后著手設(shè)計(jì)并制作了以FPGA為核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和以ARM為核心的嵌入式平臺(tái)。其中,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括信號(hào)調(diào)理電路、AD7903采樣電路、以太網(wǎng)傳輸電路以及電源電路;嵌入式平臺(tái)包括樹莓派計(jì)算模塊核心電路、USB擴(kuò)展電路、HDMI電路、RTC電路以及啟動(dòng)與供電電路。文中給出了關(guān)鍵器件的選型以及設(shè)計(jì)的要點(diǎn),同時(shí),考慮了系統(tǒng)板卡的EMC和SI性能。針對(duì)課題實(shí)際需求,設(shè)計(jì)了采集系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)程序,完成了Raspbian操作系統(tǒng)調(diào)試設(shè)置和腳本設(shè)計(jì)以及用Qt C++完成了嵌入式平臺(tái)上位機(jī)和PC端上位機(jī)界面的編寫。最后將檢測(cè)系統(tǒng)用于定制帶有摩擦故障的行星減速器平臺(tái),進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn),利用小波分解方法進(jìn)行行星輪摩擦故障聲發(fā)射信號(hào)故障特征提取,驗(yàn)證了聲發(fā)射技術(shù)的科學(xué)性。在高頻段,設(shè)計(jì)匹配小波濾波器,驗(yàn)證了聲發(fā)射信號(hào)能體現(xiàn)被測(cè)對(duì)象運(yùn)動(dòng)本質(zhì)的現(xiàn)象。選用信號(hào)能量、峰峰值和峭度參數(shù)做多組對(duì)照實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這三個(gè)參數(shù)作為判斷標(biāo)準(zhǔn)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH132.425

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2589576