實驗室DDS實驗臺能仿真行星齒輪箱太陽輪和行星軸承的常見故障,并能搭成單級和雙級行星齒輪箱兩種配置,轉速及負荷均可調。給單級或雙級行星齒輪箱預置常見故障及其兩兩組合,進行系列試驗,獲得箱體振動加速度信號。在此基礎上探討行星齒輪箱振動信號降噪和特征提取問題,進而假設故障類型和部位未知,選擇常用診斷方法進行診斷,最后與預設的故障類型和部位進行比對,驗證所提降噪方法和特征提取方法的有效性。具體工作如下。(1)針對現(xiàn)有閾值函數(shù)降噪法的不足,提出了一種雙參數(shù)雙閾值降噪方法。通過連續(xù)性、偏差性等特性分析發(fā)現(xiàn),新的閾值方法不僅保持了現(xiàn)有閾值方法的優(yōu)點,還考慮小波包分解后能量分布的影響,能夠根據(jù)實際信號自適應地調整函數(shù)的降噪程度。數(shù)值仿真結果顯示,新的閾值方法在提高信號信噪比和平滑度方面均優(yōu)于現(xiàn)有的閾值方法。(2)在分析不同領域特征提取方法局限性的基礎上,針對行星齒輪箱運行特點、不同類型故障振動信號的非線性等特點,并考慮到信號傳遞路徑的影響,構造了一種新的特征參數(shù)——熵均根值(SE-Rms)。為了衡量單個特征參數(shù)對不同狀態(tài)的區(qū)分能力,定義了一個新的指數(shù)——“區(qū)分度”(區(qū)分度大于1,表示特征參數(shù)能區(qū)分實驗臺上預置的幾種常見故障)。以行星齒輪箱太陽輪常見故障振動信號為基礎,分析SE-Rms的區(qū)分度、波動性和抗噪性等性能特點。結果表明,1)在不同的工況下,SE-Rms對單級和雙級行星齒輪箱太陽輪幾種常見故障的區(qū)分度均大于1.4,且SE-Rms的大小與樣本數(shù)據(jù)的時間原點無關;2)SE-Rms抗噪性能好:在同樣的信噪比下,SE-Rms對單級行星齒輪箱太陽輪常見故障區(qū)分度明顯高于其他時域或頻域參數(shù);3)不同的故障,存在一個與故障特征頻率有關的“最小樣本長度T_0”。選取不同的樣本長度T計算SE-Rms的區(qū)分度,結果表明:只要T大于T_0,SE-Rms的區(qū)分度就大于1;以T_0或其整數(shù)倍作為樣本長度(即整周期截斷),區(qū)分度將取得局部極大值;樣本長度越大,區(qū)分度越高。(3)以熵均根值為主體構造多參數(shù)矩陣作為支持向量機的輸入,基于單測點數(shù)據(jù)對單級行星齒輪箱故障進行診斷,結果表明,與其他特征矩陣診斷結果相比,以熵均根值為主體的多參數(shù)矩陣的診斷效果最好,且熵均根值對診斷結果的貢獻較大。其次,通過DS證據(jù)理論將三個測點信息相互融合,再行診斷,結果證明,輔助以其他措施,熵均根值作為主要特征參數(shù)能進一步提高確診率。最后將熵均根值應用于雙級行星齒輪箱的故障診斷中,單測點數(shù)據(jù)和三個測點信息融合后的診斷效果均較好,證明了熵均根值對雙級行星齒輪箱故障診斷的適用性。
【學位單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TH132.41
【部分圖文】：

美國 Spectra Quest 公司開發(fā)了一種動力學仿真實驗臺(DDS)。能仿真行星齒輪箱太陽輪和行星軸承的常見故障，并能搭成單級和雙級行星種配置，轉速及負荷均可調。因此，本章利用 DDS 實驗臺給單級和雙級行預置太陽輪和行星軸承的常見故障及其兩兩組合，進行系列實驗，獲得箱體度信號。利用傳統(tǒng)特征提取方法（時域、頻域等）提取故障特征，結合支持行診斷，驗證傳統(tǒng)特征指標的有效性。實驗臺簡介1 實驗臺組成DDS 實驗臺裝置如圖 2.1 所示，主要包括電機、行星齒輪箱、二級定軸齒輪制動器等。行星齒輪箱內各級傳動的齒輪模數(shù)、齒數(shù)等參數(shù)如表 2-1 所示。的行星齒輪箱可通過拆卸箱內零部件完成一級和二級行星傳動的轉換。單級箱傳動比 i1=25/7，雙級行星齒輪箱傳動比 i2=125/7（其中一級行星傳動比 行星傳動比 i22=25/7）。電機的技術參數(shù)如表 2-2 所示。

太陽輪 行星輪 齒圈 太陽輪 行星輪 20 40(3) 100 28 36(4) 表 2-2 三相異步電機技術參數(shù)功率 額定轉速 額定電壓 額定轉矩恒轉矩調范圍2.2kW 3450r/min 208-230/460 70N m 5-50Hz原理上的雙級行星齒輪箱機構運動簡圖如圖 2.2 所示，可行星傳動轉換為單級行星齒輪箱。單級或雙級行星齒的太陽輪和行星軸承上。實驗臺分別配備有 4 種故障斷齒、缺齒這 4 種常見故障）和 3 種故障行星軸承障）。圖 2.3 和圖 2.4 所示分別為太陽輪和行星軸承

(a) 裂紋故障 (b) 斷齒故障 (c) 缺齒故障 (d) 磨損故障圖 2.3 太陽輪故障示意圖(a) 外圈故障 (b) 內圈故障 (c) 滾動體故障圖 2.4 行星軸承故障示意圖陽輪裂紋、斷齒和缺齒故障是常見的局部式故障。齒根裂紋屬于早期齒剛度和信號調制等方面影響較小。若不及時處理，就可能發(fā)展為斷齒破壞原齒輪齒形，對齒輪剛度影響較大，傳動過程中故障點的嚙合沖擊齒齒輪若仍持續(xù)在高負載下工作，由于齒輪在故障處剛度降低，將進一

【參考文獻】

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本文編號：2822471