本文關(guān)鍵詞：基于MCSA的齒輪故障診斷技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)精準(zhǔn)可靠,傳遞的速度和功率范圍較大,得到廣泛的應(yīng)用。齒輪故障診斷對減少工業(yè)事故引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡具有重要的意義。傳統(tǒng)的齒輪故障診斷方法,如振動(dòng)診斷法需要安裝額外的振動(dòng)傳感器且受環(huán)境及噪聲的影響較大�；陔姍C(jī)電流特征分析(Motor Current Signature Analysis,MCSA)的齒輪故障診斷技術(shù)以電機(jī)定子電流為切入點(diǎn),從電氣的角度對齒輪故障進(jìn)行診斷,屬于無創(chuàng)檢測,不會(huì)對系統(tǒng)造成干擾。本文建立了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的雙慣量模型,對基于MCSA的齒輪故障診斷機(jī)理進(jìn)行了理論推導(dǎo),依據(jù)雙慣量模型在MATLAB中對理論推導(dǎo)進(jìn)行仿真驗(yàn)證。接下來本文分別以FFT,小波變換,經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解作為主要的信號(hào)處理方法從實(shí)驗(yàn)采集到的電機(jī)定子電流中提取故障特征,診斷齒輪故障。首先采用FFT分析作為故障特征的提取方法,FFT在保證足夠長的采樣時(shí)間下能有效診斷出齒輪故障。隨后本文研究了電機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載對故障診斷的影響,得出FFT提取故障特征的能力隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而降低,隨著負(fù)載的增大而提高,整體上呈現(xiàn)負(fù)載越大轉(zhuǎn)速越低越有利于診斷出故障的規(guī)律。對FFT的局限進(jìn)行闡述后本文引出了小波分析,小波分析通過小波變換實(shí)現(xiàn),小波變換最大的特點(diǎn)是多分辨率分析。將小波變換分別與FFT分析和包絡(luò)譜分析相結(jié)合進(jìn)行故障診斷,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在FFT失效的情況下小波分析仍能消除負(fù)載及轉(zhuǎn)速的影響,有效診斷出齒輪故障,擴(kuò)大齒輪故障診斷的適用范圍。而且小波變換結(jié)合包絡(luò)譜分析提取的故障特征頻率更明顯。最后引入經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解,經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解相比小波變換最大特點(diǎn)是分解過程是自適應(yīng)的,不需要提前選擇基函數(shù)。在簡要闡述經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的理論后,首先用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解對電流進(jìn)行分解,對分解所得的固有模態(tài)函數(shù)進(jìn)行包絡(luò)譜分析成功診斷出了齒輪故障。然后利用小波變換具有濾波器的特性,對電機(jī)電流信號(hào)首先進(jìn)行小波變換,選取小波變換后的細(xì)節(jié)信號(hào)作為下一步經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的對象,最后利用包絡(luò)譜有效提取出了齒輪的故障特征,而且故障特征要比相同實(shí)驗(yàn)條件下本文涉及到的其他方法更加明顯。
【關(guān)鍵詞】：MCSA 電機(jī)電流 齒輪 故障診斷 小波 EMD
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41;TH165.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究的目的與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 基于振動(dòng)信號(hào)的齒輪故障診斷技術(shù)10-11
• 1.2.2 基于MCSA的齒輪故障診斷技術(shù)11-13
• 1.2.3 其他方法13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 故障診斷機(jī)理分析及仿真驗(yàn)證16-26
• 2.1 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)建模16-18
• 2.1.1 齒輪傳動(dòng)裝置雙慣量模型16-17
• 2.1.2 時(shí)變嚙合剛度17-18
• 2.2 故障診斷機(jī)理分析18-22
• 2.2.1 負(fù)載轉(zhuǎn)矩波動(dòng)對電流的影響18-21
• 2.2.2 齒輪在完好狀態(tài)時(shí)的電機(jī)電流特征21
• 2.2.3 齒輪在故障狀態(tài)時(shí)的電機(jī)電流特征21-22
• 2.3 仿真驗(yàn)證22-25
• 2.3.1 齒輪在完好狀態(tài)時(shí)的仿真23-24
• 2.3.2 齒輪在故障狀態(tài)時(shí)的仿真24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 基于FFT的故障特征提取26-35
• 3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)26-28
• 3.2 與仿真相對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果28-29
• 3.3 不同負(fù)載對故障診斷效果的影響29-30
• 3.4 不同轉(zhuǎn)速對故障診斷效果的影響30-32
• 3.5 FFT的局限32-34
• 3.5.1 有限的故障診斷范圍32
• 3.5.2 相互矛盾的時(shí)間分辨率與頻率分辨率32-33
• 3.5.3 非穩(wěn)態(tài)下故障診斷失效33-34
• 3.6 本章小結(jié)34-35
• 第4章 基于小波分析的故障特征提取35-47
• 4.1 小波變換相關(guān)理論35-36
• 4.2 小波變換結(jié)合FFT分析36-39
• 4.3 小波變換結(jié)合包絡(luò)譜分析39-45
• 4.4 小波變換的局限45-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的故障特征提取47-56
• 5.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解理論47-48
• 5.2 EMD結(jié)合包絡(luò)譜分析48-52
• 5.3 EMD結(jié)合小波變換分析52-54
• 5.4 EMD的局限54-55
• 5.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-62
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 曾作欽;趙學(xué)智;;嚙合剛度及嚙合阻尼對齒輪振動(dòng)影響的研究[J];機(jī)床與液壓;2010年05期

2 陳峙;王鐵;谷豐收;MANSAF Haram;ANDREW Ball;;基于電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)雙譜分析的齒輪傳動(dòng)故障診斷[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2012年21期

  本文關(guān)鍵詞：基于MCSA的齒輪故障診斷技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：333089