基于声发射技术的齿轮故障监测

发布时间：2017-04-30 23:00

  本文关键词：基于声发射技术的齿轮故障监测，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮有着负载能力大、传动精度高、传动功率恒定等特点，所以被广泛的应用到现代大型机械设备中。但是由于齿轮传动结构复杂、工作环境恶劣等原因，使得它成为一个容易发生故障的部件。一旦发生故障就会影响整个设备运行，甚至会导致重大的安全事故。因此开展齿轮故障监测技术研究有着非常重大的意义。 传统的齿轮故障监测方法是利用振动信号来进行的，但常因存在外部干扰噪声而不能很好的采集到早期的齿轮故障信号。声发射信号（AE）有着采集精度高、发现故障时间早、抗干扰能力强等特点，将其引入到齿轮故障中，能够大大的增加故障监测的效率。 本文介绍了齿轮传动机理、齿轮常见故障类型、故障生成的原因及主要的特征表现。并通过了解声发射信号产生的原因、传播特点、信号衰减等声发射信号的基本特征，可以发现齿轮故障声发射信号是非线性、非平稳信号。传统的信号分析方法无法精确描述这种信号的频率随时间的变化。而Hilbert-Huang变换算法是以信号本身为变量，所以较好的解决了这个问题。因此利用Hilbert-Huang变换对齿轮故障声发射信号展开了研究，在对实际故障信号进行分析之前，先利用其对仿真信号进行了分析处理，通过分析达到了预期的效果。 在实验阶段，，利用振动和声发射两种信号采集设备，采集了故障齿轮在不同转数和负载情况下的故障信号，并利用Hilbert-Huang变换原理分析处理采集到的两种齿轮故障信号。通过对比分析声发射和振动信号的经验模态分解图、Hilbert谱、边际谱，可以比较明显的看出声发射信号更加适用于齿轮故障监测领域。
【关键词】：齿轮 故障监测 振动 声发射 Hilbert-Huang变化
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH132.41;TH165.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 齿轮故障检测的意义11-12
• 1.2 齿轮故障检测技术的研究现状12-14
• 1.3 本文主要内容14-16
• 第二章 齿轮传动机理及故障类型16-22
• 2.1 齿轮传动原理分析16-18
• 2.2 故障齿轮的特征信息18
• 2.3 齿轮故障的常见类型及成因18-20
• 2.4 本章小结20-22
• 第三章 声发射理论基础22-33
• 3.1 声发射的产生22-24
• 3.2 声发射的传播24-28
• 3.2.1 声发射波的传播模式24-25
• 3.2.2 波的传播方程25-27
• 3.2.3 声发射的衰减27-28
• 3.3 声发射检测技术28-31
• 3.3.1 声发射检测技术原理28-29
• 3.3.2 声发射检测技术特点29-30
• 3.3.3 声发射信号处理方法30-31
• 3.4 本章小结31-33
• 第四章 Hilbert-Huang 变换原理33-43
• 4.1 基本概念33-37
• 4.1.1 解析信号33-34
• 4.1.2 瞬时频率34-36
• 4.1.3 本征模态函数36-37
• 4.2 Hilbert-Huang 变换过程37-39
• 4.2.1 EMD 法37-38
• 4.2.2 Hilbert-Huang 变换38-39
• 4.2.3 边际谱39
• 4.3 Hilbert-Huang 变换仿真39-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第五章 齿轮故障声发射监测研究43-78
• 5.1 齿轮故障实验方案设计43-45
• 5.1.1 声发射检测齿轮故障的基本原理43-44
• 5.1.2 实验过程综述44-45
• 5.2 齿轮含有磨损故障信号分析45-59
• 5.3 齿轮含有磨损加沟槽故障信号分析59-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 结论78-79
• 参考文献79-81
• 在学研究成果81-82
• 致谢82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：337716