行星齒輪因其結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大,被應(yīng)用于采煤機(jī)的截割部和牽引部。采煤機(jī)服役于低速、交變、重載工況,加之潤(rùn)滑不足等問題,常常導(dǎo)致截割部行星輪系發(fā)生故障,直接影響采煤效率。采煤機(jī)行星輪系斷齒等嚴(yán)重故障均由早期的齒根裂紋發(fā)展而來,故對(duì)行星輪系中輪齒裂紋故障進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別是保障其可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。但是,由于采煤機(jī)行星輪系常處于低轉(zhuǎn)速非平穩(wěn)運(yùn)行工況,其振動(dòng)信號(hào)具有頻率低、能量弱和背景噪聲強(qiáng)等特點(diǎn),導(dǎo)致行星輪系輪齒裂紋故障診斷面臨極大挑戰(zhàn)。本文針對(duì)采煤機(jī)截割部行星輪系故障特征提取難題,深入研究不同尺度輪齒裂紋對(duì)行星輪系動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響規(guī)律,建立一種沿裂紋深度和寬度同時(shí)擴(kuò)展的輪齒裂紋模型。針對(duì)行星輪系純剛體模型在仿真過程中難以準(zhǔn)確反應(yīng)行星輪系的故障特征問題,兼顧模型計(jì)算效率,將行星輪系中含有裂紋故障的太陽輪進(jìn)行柔性化處理,構(gòu)建行星輪系的剛?cè)狁詈夏Ｐ?以此求解行星輪系的動(dòng)態(tài)響應(yīng),為輪齒裂紋快速診斷提供了高效的理論分析方法。針對(duì)采煤機(jī)行星輪系裂紋早期故障微弱和振動(dòng)信號(hào)非平穩(wěn)問題,利用變分模態(tài)分解（Variational Mode Decomposition,VMD）的非遞歸特性以及分?jǐn)?shù)階傅里葉變換（Fract... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 行星輪系故障診斷國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 故障機(jī)理研究
        1.2.2 微弱振動(dòng)信號(hào)的特征提取研究
        1.2.3 故障診斷系統(tǒng)開發(fā)
    1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
2 行星輪系輪齒裂紋故障機(jī)理研究
    2.1 采煤機(jī)行星輪系故障機(jī)理分析
    2.2 行星輪系三維動(dòng)力學(xué)分析模型構(gòu)建
        2.2.1 三維實(shí)體模型構(gòu)建
        2.2.2 太陽輪輪齒裂紋模型構(gòu)建
        2.2.3 行星輪系剛?cè)狁詈夏Ｐ蜆?gòu)建
    2.3 輪齒裂紋激勵(lì)的行星輪系三維動(dòng)力學(xué)分析
        2.3.1 動(dòng)力學(xué)模型及分析方法可行性檢驗(yàn)
        2.3.2 太陽輪輪齒裂紋故障特征分析
    2.4 本章小結(jié)
3 行星輪系輪齒裂紋故障振動(dòng)特征提取方法
    3.1 變分模態(tài)分解方法
        3.1.1 變分模態(tài)分解基本理論
        3.1.2 變分模態(tài)分解的解析信號(hào)驗(yàn)證
    3.2 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換方法
        3.2.1 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換原理
        3.2.2 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換主要性質(zhì)
    3.3 FRFT-VMD特征提取方法
    3.4 動(dòng)力學(xué)仿真信號(hào)分析
        3.4.1 基于VMD的仿真結(jié)果分析
        3.4.2 基于FRFT-VMD的仿真結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基于振動(dòng)信號(hào)的故障診斷系統(tǒng)開發(fā)
    4.1 故障診斷系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        4.1.1 系統(tǒng)需求分析
        4.1.2 系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)
    4.2 故障診斷系統(tǒng)模塊開發(fā)
        4.2.1 信號(hào)處理模塊
        4.2.2 故障診斷模塊
        4.2.3 輔助模塊設(shè)計(jì)
    4.3 故障診斷系統(tǒng)功能驗(yàn)證
        4.3.1 信號(hào)分析及處理功能驗(yàn)證
        4.3.2 故障診斷功能驗(yàn)證
    4.4 本章小結(jié)
5 行星輪系輪齒裂紋故障診斷試驗(yàn)研究
    5.1 試驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)
        5.1.1 故障模擬平臺(tái)搭建
        5.1.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)搭建
        5.1.3 故障設(shè)置方案
    5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.1 振動(dòng)信號(hào)分析
        5.2.2 故障診斷系統(tǒng)試驗(yàn)
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]礦井主通風(fēng)機(jī)振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)[J]. 楊一晴,馬宏偉,樊紅衛(wèi),張超,張勇強(qiáng),韓磊.  煤礦機(jī)械. 2019(12)
[2]煤礦旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線故障診斷及預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊一晴,馬宏偉,樊紅衛(wèi),張旭輝,張超,韓磊.  工礦自動(dòng)化. 2019(10)
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博士論文
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碩士論文
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[2]兩級(jí)行星齒輪裂紋故障動(dòng)力學(xué)建模與動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 陳誠(chéng).電子科技大學(xué) 2017
[3]行星齒輪點(diǎn)蝕故障剛度計(jì)算方法研究及動(dòng)力學(xué)建模[D]. 程鵬.電子科技大學(xué) 2016
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[5]基于變分模態(tài)分解的故障診斷方法研究[D]. 王振威.燕山大學(xué) 2015
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[7]風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張彥創(chuàng).吉林大學(xué) 2013
[8]基于虛擬儀器的齒輪箱故障診斷的試驗(yàn)平臺(tái)開發(fā)[D]. 葛爽.華南理工大學(xué) 2013
[9]采煤機(jī)故障診斷與故障預(yù)測(cè)研究[D]. 彭學(xué)前.南京理工大學(xué) 2013
[10]電牽引采煤機(jī)截割部搖臂動(dòng)力學(xué)特性分析及優(yōu)化[D]. 劉群.太原理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3457735