行星齒輪振動信號分離及故障診斷技術(shù)研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號：TP206學(xué)號：100082501013南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）行星齒輪振動信號行星齒輪振動信號分離及故障診斷技術(shù)研究分離及故障診斷技術(shù)研究碩士研究生：胡貴鋒導(dǎo)師：王細洋教授申請學(xué)位級別：碩士學(xué)科、專業(yè)：航空宇航制造工程所在單位：航空制造工程學(xué)院答辯日期：2013年6月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要行星齒輪傳動在機械設(shè)備中應(yīng)用廣泛，行星齒輪的運行狀態(tài)對整個設(shè)備起著重要的作用，因此對

2、行星齒輪運行狀態(tài)的在線監(jiān)測和故障診斷尤為重要。基于振動信號的故障診斷是齒輪故障診斷的常用方法。為此，本文提出了一種時域同步平均和窗函數(shù)相結(jié)合與改進獨立分量分析方法對行星齒輪振動信號進行提取和分離。主要內(nèi)容如下：1.對行星齒輪箱相關(guān)參數(shù)的計算，找出其傳動規(guī)律，根據(jù)某個特定的行星齒輪轉(zhuǎn)過最小圈數(shù)后回到起始點這一特性，利用光電編碼器與行星齒輪箱主軸同軸轉(zhuǎn)動以獲取整周期采集信號，采用時域同步平均方法進行去噪，研究窗函數(shù)泄露機理，提出時域同步平均

3、與加窗相結(jié)合的方法對振動信號進行相加平均，分離出完整的行星輪信號；2.為分離出有用的故障信號，研究快速獨立分量分析分離原理，對該算法中的目標函數(shù)下的非線性函數(shù)進行深入分析，發(fā)現(xiàn)原本算法中的三個非線性函數(shù)成分復(fù)雜，軟件計算緩慢，影響分離時間和效果，由于HuberM函數(shù)的乘加特性，簡單易行，因此將其替換FastICA算法中的非線性函數(shù)，得到新的HMFastICA算法，通過實驗分析，驗證其分離有效性；3.優(yōu)化行星齒輪箱振動信號采集系統(tǒng)，分析行

4、星齒輪整生命周期振動信號，為較快得到破損狀態(tài)下的信號，本文通過人為損壞的方法破壞一個行星輪齒，為確保采樣信號的準確性，采用三個傳感器對其進行采集，采用時域同步平均和窗函數(shù)對采集的振動信號進行去噪和截取，實驗結(jié)果表明，該方法不僅能有效獲得36個行星輪信號，還能清晰反映當(dāng)前行星齒的振動情況，說明該方法的有效性；4.采用HMFastICA分別對時域同步平均后的行星輪振動信號的時域和頻域信號進行故障分離。分離結(jié)果可知，HMFastICA算法比F