【摘要】：旋轉(zhuǎn)機(jī)械是工業(yè)領(lǐng)域中的關(guān)鍵設(shè)備,在電力、石油、冶金、航空等部門中應(yīng)用最為廣泛。由于制造、裝配不良或系統(tǒng)經(jīng)常處于高速、高載狀態(tài),很容易發(fā)生轉(zhuǎn)子不平衡、不對(duì)中等故障,若不及時(shí)診斷,將會(huì)引發(fā)碰摩、基礎(chǔ)松動(dòng)等二次故障,進(jìn)而引發(fā)多故障的相互耦合,這對(duì)機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成重大的影響。而系統(tǒng)一旦產(chǎn)生故障,往往不是以一種故障的形式出現(xiàn),而是以多故障的相互耦合形式發(fā)生。這種情況較單一故障振動(dòng)機(jī)理更為復(fù)雜,診斷更為困難。本文以旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)為研究對(duì)象,考慮機(jī)械耦合故障的復(fù)雜性,重點(diǎn)研究基于HHT的旋轉(zhuǎn)機(jī)械耦合故障診斷方法,并通過建立故障模型的方法研究故障特性,針對(duì)HHT包絡(luò)線擬合中出現(xiàn)的問題提出一種新的解決方法,并成功應(yīng)用到耦合故障診斷中。針對(duì)包絡(luò)線擬合中會(huì)出現(xiàn)的過沖/欠沖以及端點(diǎn)效應(yīng)問題,采用三次Hermite插值法代替三次樣條法,來克服過沖/欠沖的現(xiàn)象。對(duì)于端點(diǎn)效應(yīng)這一研究熱點(diǎn),選取斜率再優(yōu)化延拓和窗函數(shù)相結(jié)合的抑制方法,使得分解得到的內(nèi)稟模態(tài)函數(shù)更加接近真實(shí)值,提高HHT方法的分解精度。針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械耦合故障診斷問題,建立了轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)故障耦合模型。該模型不僅含有不對(duì)中和碰摩故障,還考慮了非線性油膜力的影響。運(yùn)用變步長(zhǎng)四階龍格-庫(kù)塔法對(duì)系統(tǒng)微分方程進(jìn)行數(shù)值求解,得出包含故障特征的分析信號(hào)。提出一種改進(jìn)HHT和Fast ICA相結(jié)合的旋轉(zhuǎn)機(jī)械耦合故障診斷方法。該方法先用改進(jìn)HHT對(duì)通過建模得到的故障信號(hào)進(jìn)行分解,得到imf,然后對(duì)imf進(jìn)行Hilbert變換,對(duì)所得包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行Fast ICA分解,并通過譜分析得出不對(duì)中、碰摩兩種故障耦合故障特征向量,有效、準(zhǔn)確地對(duì)耦合故障進(jìn)行診斷。將HHT和高階累積量相結(jié)合,形成新的旋轉(zhuǎn)機(jī)械耦合故障診斷的方法。應(yīng)用新提出的診斷方法對(duì)裂紋-碰摩故障進(jìn)行分析診斷,得到裂紋、碰摩故障耦合故障特征向量。通過與傳統(tǒng)診斷方法比較,新方法更能直觀確切的表明故障信號(hào)特性,能夠有效、準(zhǔn)確地對(duì)耦合故障進(jìn)行診斷。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH165.3
【圖文】：

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文寬的非平穩(wěn)信號(hào)。ert-Huang 變換的基本原理bert-Huang 變換的運(yùn)算步驟是基于如下假設(shè)的：號(hào)至少有兩個(gè)極值點(diǎn)，一個(gè)最大值和一個(gè)最小值；一信號(hào)都由不同的內(nèi)稟模態(tài)函數(shù)組成，且都滿足 imf 的基本條件，而數(shù)相互獨(dú)立；數(shù)據(jù)沒有極值點(diǎn)但有變形點(diǎn)，則可通過一次微分或多次微分來獲得通過積分來獲得分解結(jié)果。個(gè)信號(hào)可包含多個(gè)內(nèi)稟模態(tài)函數(shù)，如模態(tài)函數(shù)混疊，就形成復(fù)合信號(hào) 方法可以對(duì)任何信號(hào) x (t)進(jìn)行分解，假設(shè)原始信號(hào)為圖 2-1 所示 。

通過積分來獲得分解結(jié)果。個(gè)信號(hào)可包含多個(gè)內(nèi)稟模態(tài)函數(shù)，如模態(tài)函數(shù)混疊，就形成復(fù)合信方法可以對(duì)任何信號(hào) x (t)進(jìn)行分解，假設(shè)原始信號(hào)為圖 2-1 所示 。圖 2-1 原始信號(hào)如下：先找出信號(hào)全部的局部極大值點(diǎn)，如圖 2-2 所示；而后利用擬合方法值點(diǎn)連接起來形成上包絡(luò)線，如圖 2-3。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 程軍圣;于德介;楊宇;;基于支持矢量回歸機(jī)的Hilbert-Huang變換端點(diǎn)效應(yīng)問題的處理方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年04期

2 羅躍綱;聞邦椿;;雙跨轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)裂紋—碰摩耦合故障的穩(wěn)定性[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2008年04期

3 劉元峰,趙玫,朱厚軍;裂紋轉(zhuǎn)子在支承松動(dòng)時(shí)的振動(dòng)特性研究[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);2003年03期

4 馮志鵬,宋希庚,薛冬新,謝宇,鄧東風(fēng);旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)故障診斷理論與技術(shù)進(jìn)展綜述[J];振動(dòng)與沖擊;2001年04期

5 楊宇,于德介,程軍圣;基于Hilbert邊際譜的滾動(dòng)軸承故障診斷方法[J];振動(dòng)與沖擊;2005年01期

6 王詩(shī)彬;朱忠奎;王安柱;;基于瞬態(tài)沖擊響應(yīng)參數(shù)辨識(shí)的軸承故障特征檢測(cè)[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);2010年04期

7 時(shí)培明;丁雪娟;李庚;韓東穎;;一種EMD改進(jìn)方法及其在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用[J];振動(dòng)與沖擊;2013年04期

8 朱擁勇;周奇鄭;王德石;;非穩(wěn)態(tài)油膜力作用下偏角不對(duì)中碰摩轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)特性分析[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2013年03期

9 韓東穎;李庚;時(shí)培明;;基于EMD和分形盒維數(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械耦合故障診斷方法研究[J];振動(dòng)與沖擊;2013年15期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 程軍圣;基于Hilbert-Huang變換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷方法研究[D];湖南大學(xué);2005年

2 彭暢;旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸承振動(dòng)信號(hào)分析方法研究[D];重慶大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 趙玉波;環(huán)境激勵(lì)下時(shí)變系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)分析方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

2 王詩(shī)彬;瞬態(tài)成分建模與參數(shù)辨識(shí)方法及其旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷應(yīng)用研究[D];蘇州大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2734711