【摘要】：改革開(kāi)放至今,我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化逐步推進(jìn),以大型機(jī)械為生產(chǎn)工具的工業(yè)蓬勃發(fā)展。但是由于我國(guó)機(jī)械故障監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展緩慢,導(dǎo)致機(jī)械故障事故頻發(fā),造成了大量的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。如果在機(jī)械故障發(fā)生之前通過(guò)某種監(jiān)測(cè)手段得知故障原因及故障位置,就可以有效避免突發(fā)事故,因此研究開(kāi)發(fā)一款性能優(yōu)越、分析結(jié)果精確的機(jī)械安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)迫在眉睫。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅要具備良好的穩(wěn)定性和友好的人機(jī)交互能力,同時(shí)還要具備振動(dòng)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、查詢(xún)、處理、顯示、上傳等功能。為達(dá)到以上要求,一方面本系統(tǒng)選用嵌入式芯片STM32F103C8T6作為主控單元,并配合高精度數(shù)字式三軸加速度傳感器ADXL372構(gòu)成硬件核心,同時(shí)在硬件電路中加入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、無(wú)線(xiàn)通信、數(shù)據(jù)顯示等模塊。另一方面,造紙機(jī)械故障多為常見(jiàn)機(jī)械故障,具備一定的研究?jī)r(jià)值,因此本文以造紙機(jī)械為研究對(duì)象,總結(jié)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理算法,同時(shí)選用μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的軟件平臺(tái),依靠其強(qiáng)大的運(yùn)算能力搭載數(shù)據(jù)處理算法,并編寫(xiě)程序,調(diào)度硬件資源,高效完成任務(wù)。本系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)的振動(dòng)信號(hào)是一個(gè)非平穩(wěn)、時(shí)變的復(fù)雜信號(hào),如果要準(zhǔn)確分析這類(lèi)復(fù)雜信號(hào),簡(jiǎn)單的時(shí)頻域方法顯然不能滿(mǎn)足要求。因此本文深入研究局部均值分解方法(Local Mean Decomposition,簡(jiǎn)稱(chēng)LMD)方法的分解過(guò)程及特點(diǎn),探討了“端點(diǎn)效應(yīng)”、“迭代終止條件”的問(wèn)題,并提出改進(jìn)方案,然后利用該方法作為系統(tǒng)單軸信號(hào)的處理算法;由于本系統(tǒng)可以采集三軸振動(dòng)數(shù)據(jù),通常情況下多通道信號(hào)之間存在耦合和冗余現(xiàn)象,而且通過(guò)融合處理的三軸振動(dòng)數(shù)據(jù)更具分析價(jià)值,因此本文在研究局部均值分解方法(Local Mean Decomposition,簡(jiǎn)稱(chēng)LMD)方法的基礎(chǔ)上,提出基于多元經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Multivariate empirical mode decomposition,簡(jiǎn)稱(chēng)MEMD)及全息譜技術(shù)的三軸數(shù)據(jù)處理方法。這種方法結(jié)合了 EMD方法與全息譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),可以融合任意兩軸數(shù)據(jù),并通過(guò)不同頻率特征下的軸心軌跡反映振動(dòng)信號(hào)的幅值與相位所蘊(yùn)含的故障信息。最終,通過(guò)分析實(shí)際機(jī)械振動(dòng)信號(hào),檢驗(yàn)了本文開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的可行性;在Matlab環(huán)境下驗(yàn)證了本文研究算法的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH17
【圖文】：

造紙廠(chǎng)機(jī)械種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于長(zhǎng)期處于氋腐蝕性、高溫等惡境，導(dǎo)致造紙機(jī)械故障頻發(fā)。這些故障多為機(jī)械的常見(jiàn)故障，因此造信號(hào)具有普遍性和較高的研宄價(jià)值。逡逑機(jī)械設(shè)備故障在造紙行業(yè)中時(shí)常發(fā)生，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備起生產(chǎn)停滯、廢料泄露、人員傷亡等嚴(yán)重后果。眾所周知，不同的機(jī)身結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境等諸多因素的影響產(chǎn)生不同的故障，進(jìn)一步講，不產(chǎn)生特征迥異的故障信號(hào)。因此需要針對(duì)不同的故障模式研究對(duì)應(yīng)的這樣的故障分析方法具備針對(duì)性和準(zhǔn)確性［１８］。逡逑造紙機(jī)械設(shè)備故障原因分析逡逑（１）轉(zhuǎn)鼓式碎i}機(jī)逡逑如圖２．１所示的新型轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)集成了碎漿和篩選兩大功能。工作轉(zhuǎn)動(dòng)完成紙漿破碎和雜質(zhì)剝離。轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)不僅替代了除雜機(jī)、除、細(xì)篩等設(shè)備，而且廢紙?jiān)谒闈{區(qū)以“拋起摔落”的方式碎漿，大大效率逡逑—１后拖輪邐——前拖輪邐逡逑

圖２．邋２新型攪拌機(jī)逡逑（３）纖維分離機(jī)逡逑纖維分離機(jī)集碎解、輕重雜質(zhì)分離、漿料粗篩等功能于一體。如圖２．３所示，逡逑在工作過(guò)程中，送入的漿料借助轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)力在機(jī)殼內(nèi)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量較逡逑重的雜質(zhì)因?yàn)殡x心力的作用逐漸向錐形大端移動(dòng)，最終由重雜質(zhì)排出口排除。良逡逑漿在轉(zhuǎn)子的強(qiáng)烈沖擊和底刀的疏解作用下充分離解成纖維，經(jīng)過(guò)篩孔篩選后從良逡逑漿出口排出［２Ｑ］。邐邐逡逑丨＾｜皮帶輪盤(pán)組／一進(jìn)漿口邐逡逑圖２．邋３纖維分離機(jī)逡逑纖維分離機(jī)為了將雜質(zhì)分離，轉(zhuǎn)子需要以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如果葉輪發(fā)生逡逑故障就有可能造成雜質(zhì)分離不徹底，影響到以后的生產(chǎn)。在機(jī)械運(yùn)行中傳動(dòng)軸也逡逑會(huì)因?yàn)椴粚?duì)中或者受力不均產(chǎn)生故障。因此，纖維分離機(jī)的常見(jiàn)故障為：“轉(zhuǎn)子不逡逑平衡”和槳葉“轉(zhuǎn)子偏心”。逡逑總的來(lái)說(shuō)，造紙機(jī)械的主要故障有“齒輪故障”、“滾動(dòng)軸承故障”、“轉(zhuǎn)子不逡逑平衡”、“轉(zhuǎn)子偏心”

“懸臂轉(zhuǎn)子不平衡”、槳葉“轉(zhuǎn)子偏心”、電機(jī)箱“齒輪故障”。逡逑丨槳葉邐傳動(dòng)軸丨——密封箱ｉ邐電機(jī)箱逡逑圖２．邋２新型攪拌機(jī)逡逑（３）纖維分離機(jī)逡逑纖維分離機(jī)集碎解、輕重雜質(zhì)分離、漿料粗篩等功能于一體。如圖２．３所示，逡逑在工作過(guò)程中，送入的漿料借助轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)力在機(jī)殼內(nèi)做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量較逡逑重的雜質(zhì)因?yàn)殡x心力的作用逐漸向錐形大端移動(dòng)，最終由重雜質(zhì)排出口排除。良逡逑漿在轉(zhuǎn)子的強(qiáng)烈沖擊和底刀的疏解作用下充分離解成纖維，經(jīng)過(guò)篩孔篩選后從良逡逑漿出口排出［２Ｑ］。邐邐逡逑丨＾｜皮帶輪盤(pán)組／一進(jìn)漿口邐逡逑圖２．邋３纖維分離機(jī)逡逑纖維分離機(jī)為了將雜質(zhì)分離，轉(zhuǎn)子需要以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如果葉輪發(fā)生逡逑故障就有可能造成雜質(zhì)分離不徹底，影響到以后的生產(chǎn)。在機(jī)械運(yùn)行中傳動(dòng)軸也逡逑會(huì)因?yàn)椴粚?duì)中或者受力不均產(chǎn)生故障。因此，纖維分離機(jī)的常見(jiàn)故障為：“轉(zhuǎn)子不逡逑平衡”和槳葉“轉(zhuǎn)子偏心”。逡逑總的來(lái)說(shuō)

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本文編號(hào)：2743776