基于階比跟蹤的齒輪箱故障診斷方法研究.pdf

1、齒輪箱是重要的動力傳動部件之一，齒輪故障可能會引起動力傳遞失效，進而導致災難性的后果。狀態(tài)監(jiān)測能夠有效識別機器狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障征兆，降低故障發(fā)生率，因此對齒輪箱的狀態(tài)監(jiān)測是意義重大的。很多設備，如風力發(fā)電機組和斗輪挖掘機等都工作在變載荷和變轉速工況下，它們產生的振動信號存在相當程度上的幅值調制和頻率調制，傳統(tǒng)的信號處理方法不能處理這種情況，因此變工況下的齒輪故障診斷方法亟需研究。本文以齒輪箱為研究對象，研究了時域同步平均方法在齒輪故障診斷

2、中的應用，并進一步針對變轉速下的特殊性，研究了基于相位解調的階比跟蹤方法。主要內容如下:
　　1)首先分析了主要的齒輪故障形式及其產生機理，并根據(jù)齒輪箱中存在的振動源的特征建立齒輪箱振動信號的數(shù)學模型以用于后續(xù)的數(shù)據(jù)仿真。同時對各失效形式可能對應的信號特征進行了分析，并據(jù)此進行齒輪的故障診斷。
　　2)通過對時域同步平均原理的分析證明其能有效降低隨機噪聲并排除其他成分的干擾，存在最優(yōu)同步平均次數(shù)能將非同步周期成分完全消除;分

3、析基于時域同步平均的特征提取方法，使用實測信號驗證了各特征的效果，其中FM4、NA4和NB4能夠檢測出裂紋初期故障，NA4和NB4可以監(jiān)測故障的發(fā)展。
　　3)由于通過相位解調得到的相位時間關系具有相當高的精度，本文研究了兩種基于相位解調的階比跟蹤技術。通過仿真數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)分析得出提出的方法的能夠用于大的轉速波動范圍，具有較好的階比跟蹤效果。
　　4)最后對試驗數(shù)據(jù)進行了分析，分析結果顯示在使用提出的階比跟蹤方法和時域同步