本文關(guān)鍵詞：大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究

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【摘要】：機(jī)械設(shè)備故障突發(fā)是目前亟待解決的問題，避免設(shè)備因故障臨時(shí)停機(jī)不僅有利于提高生產(chǎn)效率，，而且有益于降低維修成本和實(shí)現(xiàn)設(shè)備全生命周期管理。采用狀態(tài)監(jiān)測的方式進(jìn)行故障早期診斷已成為重要的研究方向。本文針對水泥生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行要求高、停機(jī)經(jīng)濟(jì)損失巨大的實(shí)際問題，對回轉(zhuǎn)窯主減速機(jī)的典型故障形式及其振動(dòng)特征進(jìn)行深入分析，在此基礎(chǔ)上確定了減速機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測方案，應(yīng)用數(shù)字濾波器對在線采集到的強(qiáng)耦合信號濾波處理，研究用于故障信號頻譜分析的多源狀態(tài)監(jiān)測信號處理方法，最終設(shè)計(jì)狀態(tài)監(jiān)測軟硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的目的。 首先，研究減速機(jī)內(nèi)部主要傳動(dòng)零部件，齒輪、滾動(dòng)軸承和軸的典型故障形式，總結(jié)出減速機(jī)的振動(dòng)信號成分主要分布在轉(zhuǎn)速頻率、嚙合頻率和固有振動(dòng)頻率的基頻及諧波附近。根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、運(yùn)行工況，可以計(jì)算出具體的故障頻率范圍。 其次，為了從嘈雜的原始信號中提取出有用的故障特征信號，消減系統(tǒng)本身的波動(dòng)以及外界環(huán)境的干擾，向后續(xù)的頻譜分析環(huán)節(jié)提供高信噪比信號。重點(diǎn)研究了數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，提出模擬低通濾波器和數(shù)字濾波器相結(jié)合的濾波方式，在滿足抗混疊性能要求的前提下，簡化多頻帶濾波器的設(shè)計(jì)。 再次，狀態(tài)監(jiān)測的本質(zhì)是特征識別，將實(shí)測振動(dòng)信號繪制成的圖譜與故障狀態(tài)下的圖譜進(jìn)行對比，從而判定設(shè)備的狀態(tài)。本文采用多源狀態(tài)監(jiān)測信號的圖譜監(jiān)測方法，充分地挖掘信號中隱含的狀態(tài)信息。研究整周期同步數(shù)據(jù)采樣技術(shù)，對相位信號進(jìn)行微分處理得到周期起止點(diǎn)，在周期內(nèi)對振動(dòng)信號進(jìn)行重新采樣，有效地避免了頻譜泄露現(xiàn)象。 最后，以JH800C-306W-31.5型減速機(jī)為監(jiān)測對象，根據(jù)分析計(jì)算和力錘試驗(yàn)結(jié)果確定監(jiān)測參數(shù)。選擇傳感器和數(shù)據(jù)采集卡搭建狀態(tài)監(jiān)測硬件系統(tǒng)，采用C++和MATLAB開發(fā)狀態(tài)監(jiān)測軟件系統(tǒng)，通過現(xiàn)場測試初步驗(yàn)證了該原型系統(tǒng)的性能。 綜上所述，本文對回轉(zhuǎn)窯主減速機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，在減速機(jī)故障機(jī)理研究、狀態(tài)監(jiān)測信號濾波、多源狀態(tài)監(jiān)測信號處理和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)等方面取得了一定的成果，解決了大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械由停機(jī)維修、計(jì)劃維修向狀態(tài)維修過渡的技術(shù)難題。
【關(guān)鍵詞】：減速機(jī) 狀態(tài)監(jiān)測 數(shù)據(jù)采集 數(shù)字濾波 數(shù)據(jù)處理
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP274;TH165.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 研究目的10-12
• 1.1.3 研究意義12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 數(shù)據(jù)采集技術(shù)的研究現(xiàn)狀14
• 1.2.3 數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀淺析16
• 1.3 研究內(nèi)容16-17
• 第2章 減速機(jī)狀態(tài)監(jiān)測總體方案17-30
• 2.1 減速機(jī)的典型故障研究17-20
• 2.1.1 齒輪的典型故障形式17-18
• 2.1.2 滾動(dòng)軸承的典型故障形式18-19
• 2.1.3 轉(zhuǎn)軸的典型故障形式19-20
• 2.2 減速機(jī)的振動(dòng)特征分析20-27
• 2.2.1 齒輪的振動(dòng)特征分析20-22
• 2.2.2 軸承的振動(dòng)特征分析22-25
• 2.2.3 轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)特征分析25-26
• 2.2.4 減速機(jī)的振動(dòng)特征分析26-27
• 2.3 減速機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-29
• 2.3.1 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-28
• 2.3.2 功能模塊設(shè)計(jì)28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 狀態(tài)監(jiān)測信號濾波30-41
• 3.1 濾波器概述30-31
• 3.2 數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)31-36
• 3.2.1 有限長沖激響應(yīng)濾波器設(shè)計(jì)32-34
• 3.2.2 無限長沖激響應(yīng)濾波器設(shè)計(jì)34-36
• 3.3 采用 MATLAB 實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器36-40
• 3.3.1 有限長沖激響應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)37-38
• 3.3.2 無限長沖激響應(yīng)濾波器實(shí)現(xiàn)38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 多源狀態(tài)監(jiān)測信號處理41-48
• 4.1 基于單源信號的頻譜分析41-43
• 4.1.1 振動(dòng)信號的時(shí)頻域變換41-42
• 4.1.2 單源振動(dòng)信號的典型圖譜42-43
• 4.2 基于多源信號的頻譜分析43-45
• 4.2.1 多源振動(dòng)信號的合成圖譜43-44
• 4.2.2 相位與振動(dòng)信號的關(guān)系44-45
• 4.3 整周期同步數(shù)據(jù)重采樣45-47
• 4.3.1 整周期采樣的基本原理45-46
• 4.3.2 相位信號的周期劃分46
• 4.3.3 振動(dòng)信號的整周期采樣46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 減速機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)48-62
• 5.1 狀態(tài)監(jiān)測實(shí)施48-51
• 5.1.1 減速機(jī)結(jié)構(gòu)分析48-50
• 5.1.2 振動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)的選擇50-51
• 5.1.3 監(jiān)測參數(shù)的選擇51
• 5.2 硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)51-55
• 5.2.1 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)51-52
• 5.2.2 振動(dòng)傳感器的選擇52-53
• 5.2.3 轉(zhuǎn)速傳感器的選擇53-54
• 5.2.4 數(shù)據(jù)采集卡的選擇54
• 5.2.5 硬件的安裝與調(diào)試54-55
• 5.3 軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)55-61
• 5.3.1 軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)55-56
• 5.3.2 開發(fā)平臺選擇56-57
• 5.3.3 用戶管理模塊57
• 5.3.4 信息維護(hù)模塊57-58
• 5.3.5 時(shí)域顯示模塊58-59
• 5.3.6 數(shù)據(jù)濾波模塊59-60
• 5.3.7 數(shù)據(jù)導(dǎo)出模塊60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-70
• 致謝70

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本文編號：789807