發(fā)布時(shí)間：2019-07-26 12:02

【摘要】：滾動(dòng)軸承是風(fēng)電機(jī)組的重要組成部件,軸承能否正常運(yùn)行直接影響機(jī)組的安全,而由于風(fēng)電場(chǎng)環(huán)境惡劣,風(fēng)速波動(dòng)大造成軸承極易發(fā)生故障,機(jī)組一般遠(yuǎn)離監(jiān)控中心,一旦軸承有缺陷,我們難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并開展維修工作,輕則軸承報(bào)廢,重則引發(fā)更嚴(yán)重的故障危害機(jī)組安全。所以為了保證機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,對(duì)易損部件軸承進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和及時(shí)診斷故障有重要意義。 現(xiàn)國內(nèi)外已開展了很多關(guān)于風(fēng)力機(jī)的監(jiān)測(cè)和報(bào)警的研究工作,這其中也包括了軸承在內(nèi)的一些部件。隨著研究工作的向前推進(jìn),有些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已產(chǎn)品化,現(xiàn)已運(yùn)用到風(fēng)電場(chǎng)上,由于研究不夠深入,功能不夠完善,常有誤報(bào),漏報(bào)故障的事件發(fā)生,主要原因是現(xiàn)有的系統(tǒng)主要是進(jìn)行設(shè)定閾值報(bào)警,觀看數(shù)據(jù)趨勢(shì)變化,沒有將將監(jiān)測(cè)參數(shù)和工況聯(lián)系起來,閾值的設(shè)定不夠合理。而且這些系統(tǒng)給出的診斷結(jié)果只是一個(gè)初步的診斷,沒有定位到確定的故障位置和故障模式,不利于后續(xù)的維修計(jì)劃的實(shí)施。 本文首先深入研究軸承故障機(jī)理,建立軸承的熱力學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型,從模型出發(fā),研究故障從輕微到嚴(yán)重參數(shù)的變化特點(diǎn),故障發(fā)生的本質(zhì)原因及其造成的影響。同時(shí)采用故障樹分析方法對(duì)每種故障模式從頂事件自上而下梳理出故障發(fā)生的深層原因。綜合溫度,振動(dòng),噪聲,油液等建立各故障的預(yù)警模型和診斷模型。預(yù)警征兆的選取應(yīng)對(duì)早期故障敏感,診斷是對(duì)預(yù)警后的故障模式的進(jìn)一步確認(rèn),診斷所用的征兆更加豐富,有些征兆在故障早期可能沒有顯現(xiàn),在進(jìn)行故障診斷時(shí)卻有所變化,利用這些更加豐富的征兆對(duì)故障進(jìn)行進(jìn)一步的診斷和確認(rèn)。 故障征兆的提取來源于系統(tǒng)中海量的數(shù)據(jù),故障征兆主要分為時(shí)域指標(biāo)和頻域指標(biāo),對(duì)于時(shí)域指標(biāo),結(jié)合風(fēng)電機(jī)組軸承處于變工況運(yùn)行的特點(diǎn),本文提出多元參數(shù)擬合的偏差度分析方法提取時(shí)域參數(shù)的特征,通過分析溫度,振動(dòng)特征參數(shù)隨功率的變化特點(diǎn),提取出和機(jī)組運(yùn)行工況緊密聯(lián)系的時(shí)域特征指標(biāo)。對(duì)于頻域指標(biāo)的提取,風(fēng)電機(jī)組變速運(yùn)行和背景噪聲較大特點(diǎn)給頻域參數(shù)的提取帶來困難,研究的重點(diǎn)是消除變工況的干擾,降噪和特征提取。本文提出階比重采樣、EMD降噪的方法來提取故障特征頻率。階比重采樣技術(shù)有效的解決了變工況的問題,而EMD降噪利用互相關(guān)系數(shù)準(zhǔn)則和峭度指標(biāo)準(zhǔn)則剔除了噪聲,有顯著的降噪效果。 在模式識(shí)別方面,首先從觸發(fā)預(yù)警的征兆出發(fā),分析系統(tǒng)中可能存在的故障模式,用反向推理的方法,融合更多的故障征兆,識(shí)別出故障模式,采用故障樹分析方法找出故障發(fā)展的底層原因,進(jìn)而確定維修措施。
【圖文】：

2.2.2.2疲勞剝落和開裂故障導(dǎo)致的軸承表面有損傷點(diǎn)的振動(dòng)模型滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)如下圖2-2所示：N — H圖2-2軸承結(jié)構(gòu)圖 表2-1軸承主耍參數(shù) #1軸承節(jié)圓直徑 D滾動(dòng)體直徑 d接觸角 a滾動(dòng)體個(gè)數(shù) Z軸的轉(zhuǎn)頻內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)頻率外圈轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 fo滾動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)頻率 fb滾動(dòng)體公轉(zhuǎn)頻率 /&內(nèi)圈故障頻率：y; = i(i+_^cosa)/;Z (2-4)外圈故障頻率：/0=1(1-^0)5(2-5)滾動(dòng)體故障頻率：/, =hl-"^cosa)/;2 (2-6)2 d保持架相對(duì)軸心的旋轉(zhuǎn)頻率：(2-7)2 \ D y軸承的加速度傳感器一般固定在軸承座上，當(dāng)軸承出現(xiàn)疲勞剝落時(shí)，輸入是軸承局部故障點(diǎn)撞擊其他表面形成的故障脈沖，輸出為傳感器測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)，，分析輸入和輸出的關(guān)系，用數(shù)學(xué)表達(dá)式定量的進(jìn)行分析。軸承在工作時(shí)，內(nèi)圈安裝在轉(zhuǎn)軸上并隨著轉(zhuǎn)軸以同樣的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)過程中，輸入和輸出信號(hào)之間的傳遞函數(shù)9

結(jié)系統(tǒng)可能發(fā)生的所有故障模式。?確定頂事件：分析系統(tǒng)中的“正常工況”和“故障工況”，找出誘導(dǎo)故障發(fā)生的所有事件，從工程實(shí)際出發(fā)，根據(jù)被研究對(duì)象工作原理和運(yùn)行特點(diǎn)，確定各事件之間的因果關(guān)系及前后發(fā)生順序，把最不希望發(fā)生的事件定為頂事件。?確定中間事件和底事件：定義頂事件為第一層，從之前找到所有事件中挑選出直接導(dǎo)致頂事件的原因，可能是人為因素的，也可能是設(shè)備在安裝過程中就存在的，將這些直接原因設(shè)為第二層，作為故障樹的枝干列在頂事件下方，再回去再找出可能導(dǎo)致第二層事件發(fā)生的原因，按照這個(gè)方法層層往下分析，知道找到底事件停止，底事件是沒必要深究其原因的。?繪制故障樹：按照上面分析的頂事件，中間事件和底事件的前后順序，從頂事件為樹的根部，自上而下的用合理的邏輯門將它們連成整體，形成一個(gè)完整的故障樹。根據(jù).以上故障樹的建立方法，以華銳SL1500機(jī)組發(fā)電機(jī)軸承為研究對(duì)象，建立如下故‘障樹
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2519547