【摘要】：軸承作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中重要的組成部分,直接決定著風(fēng)電系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn),且軸承的工作狀態(tài)對(duì)設(shè)備安全至關(guān)重要。由于風(fēng)電設(shè)備的安裝環(huán)境惡劣,從而導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主軸承極易發(fā)生故障,為了避免因重大事故發(fā)生所造成的生命財(cái)產(chǎn)損失,深入開(kāi)展對(duì)軸承工況的監(jiān)測(cè)診斷意義深遠(yuǎn)。本文以風(fēng)電機(jī)組的主軸承為研究對(duì)象,對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分析處理。首先,本文介紹滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)以及一般的失效形式,并推導(dǎo)出幾種常見(jiàn)故障特征頻率的計(jì)算方法。介紹經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法(Empirical Mode Decomposition,EMD)、奇異值分解(Singular Value Decomposition,SVD)和變分模態(tài)分解法(Variational Mode Decomposition,VMD)的一些基本原理,并以構(gòu)建的數(shù)字信號(hào)為例,來(lái)介紹本文對(duì)K取值的方法。其次,通過(guò)命令流的方式編寫(xiě)滾動(dòng)軸承正常狀態(tài)和外圈故障狀態(tài)下的ANSYS/LS-DYNA仿真模型,并經(jīng)后處理軟件對(duì)仿真模型進(jìn)行顯示動(dòng)力學(xué)分析得到Y(jié)向振動(dòng)加速度信號(hào),利用VMD方法對(duì)正常和故障狀態(tài)下仿真軸承的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析。最后,搭建滾動(dòng)軸承模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置,分別采集不同供電頻率下軸承正常和外圈故障時(shí)的振動(dòng)信號(hào),并分別利用EMD方法、VMD方法和通過(guò)奇異值分解及峭度進(jìn)行優(yōu)化的VMD方法對(duì)外圈故障的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理,經(jīng)希爾伯特包絡(luò)解調(diào)得到包絡(luò)譜,將正常滾動(dòng)軸承的包絡(luò)譜作對(duì)照進(jìn)行對(duì)比分析。有限元仿真分析結(jié)果表明正常和外圈故障下滾動(dòng)軸承的仿真模型所得到的振動(dòng)信號(hào)時(shí)域圖,與滾動(dòng)軸承實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀況下相一致,利用VMD方法處理過(guò)的頻譜,能夠反映出軸承的故障特征信息,而且與實(shí)驗(yàn)裝置分析的結(jié)果相同,驗(yàn)證了顯示動(dòng)力學(xué)在軸承仿真中的可行性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析表明,在不同供電頻率下,優(yōu)化的VMD方法總能準(zhǔn)確的提取出微弱的故障特征信息,且大大的提高了信噪比,處理結(jié)果優(yōu)于EMD和VMD方法,驗(yàn)證了優(yōu)化VMD是一種行之有效的信號(hào)處理方法,能夠?qū)⑵鋺?yīng)用在滾動(dòng)軸承的故障診斷中去。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH133.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2732256