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桥吊式起重机系统模态分析与动态响应计算-农业工程学报.doc


文档分类:高等教育 | 页数:约9页 举报非法文档有奖
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齿轮箱振动与输入能量信号的频域相干特性辨识
李怀俊1,刘越琪1※,谢小鹏2
(,广州 510650;2. 华南理工大学摩擦学与故障诊断研究所,广州 510640)
收稿日期:2014-08-14 修订日期:2014-11-04
基金项目:广东省自然科学基金(S20**********);广东省高校优秀青年教师培养项目(Yq2013178)
作者简介:李怀俊(1978-),男,山西襄汾人,副教授,博士,主要从事机械智能故障诊断、信息处理技术研究。广州广东交通职业技术学院车辆安全工程技术中心,510650。Email:solarlee@
※通讯作者:刘越琪(1964-),男,江西樟树人,教授,主要从事车辆电控技术研究。广州广东交通职业技术学院车辆安全工程技术中心,510650。Email:lyq@
摘要:为了提高旋转设备诊断效率、发展基于设备输入能量信号分析的故障技术,该文提出并论述了输入能量信号分析方法在设备故障诊断技术研究中的有效性。首先从齿轮箱振动机理角度分析了传动能量与振动信号之间的关系,指出轴系扭矩及输入功率是齿轮静态传递误差的激励,进而导致振动信号的产生;其次通过建立齿轮传动能量与振动关系模型,利用相干函数以概率统计的形式揭示了输入能量与振动信号响应之间的关系;最后通过正常与断齿齿轮的对比试验,验证了功率信号的频谱特征与传统的齿轮故障振动频谱相一致,亦具有表征齿轮箱工况的明显作用,同时分析了振动和功率信号的自功率谱和互功率谱,利用相干分析方法,从经典控制理论角度验证了二者所呈现出的高度相关性。该文为以能量信号分析为核心的旋转设备故障诊断技术的研究奠定了基础。
关键词:输入能量信号;振动;相干分析;互功率谱
中图分类号:;TP277 文献标识码:A
0 引言
目前,国内外针对齿轮传动系统等旋转机械的故障诊断研究大多以分析各种振动信号为出发点,但振动传感器都要粘附在设备表面才能获取到信号。由于安装不便或现场环境恶劣,使得振动分析技术的应用受到了不少限制。对于齿轮箱内部的传动故障,又只能通过拾取外围的振动信号进行分析,信号传递路径复杂,导致信噪比低而且失真严重[1-3];另一方面,在汽轮机、高铁列车变速箱及高速发动机等鲁棒性较弱的设备中,早期微弱故障都可能会带来严重后果,而这些故障信号又容易淹没在周围相对能量较大的低频噪声中,从而无法有效进行故障辨识[4-7]。
据统计,磨损与振动分析技术各自只能实现30%~50%的设备故障检测率[8-10]。对于某些高温、高腐蚀等恶劣环境下的设备,布设信号线也比较困难。同时,随着无线测试技术的发展,针对机械设备的瞬时输入功率、扭矩、转速等能量信号要素的测量方式越来越简便,因此,发展基于设备输入能量信号分析的故障诊断技术、进行创新性的故障诊断技术研究、以提高故障诊断效率也是势在必行[11-15]。因为机械设备摩擦副的磨损与振动都具有消耗系统能量的特点,能量信号实时反映了系统能量传递、耗损过程,也必然能更真实地反映出机械设备的故障状态。
以能量分析的角度开展设备故障诊断技术研究的前提是建立在“瞬时输入能量信号视同于振动信号,均可充分地表征故障状态”这一前提之上。因此,如何通过理论与试验研究将能量分析的有效性揭示出来,是这一领域中的

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  • 时间2018-08-13
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