基于振動信號分析的旋轉(zhuǎn)機械故障診斷研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機械是我們工業(yè)生產(chǎn)生活中一種非常重要的動力裝置，它被廣泛的應(yīng)用于社會工業(yè)化發(fā)展的很多地方，例如：水利水電，石化，航空運輸?shù)?，它們是整個工業(yè)不可缺少的元素。但是隨著旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的組成以及結(jié)構(gòu)的復雜性越來越高，機械設(shè)備的可靠性降低以及它們的事故維修難度也變得越來越大。有些旋轉(zhuǎn)設(shè)備在工廠生產(chǎn)中扮演者很重要的角色，當它發(fā)生故障的時候很有可能會造成整個生產(chǎn)更有甚者或是整個工廠停止運營，給企業(yè)造成損失。因而旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的故障診斷使我們這個領(lǐng)域內(nèi)

2、的一個重要的研究課題。旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的故障診斷可以掌握機器設(shè)備運行狀況，監(jiān)測其整體或者局部是否正常工作，早期發(fā)現(xiàn)機器設(shè)備的故障并找到故障原因從而降低事故的發(fā)生率，減少維修費用和維修時間，提高生產(chǎn)設(shè)備正常運行時間。
　　本文對遺傳算法的定義、基本描述和基本流程等基本理論以及遺傳算法的工程應(yīng)用做了詳細研究。提出運用遺傳算法進行初始特征參數(shù)自組織再生成最優(yōu)特征參數(shù)的方法，運用統(tǒng)計理論定義分辨指數(shù)DI并將其作為遺傳算法中的適應(yīng)度函數(shù)來評估新

3、生成的最優(yōu)特征參數(shù)的優(yōu)劣，從而提高在滾動軸承等零部件的故障診斷準確率。
　　本課題主要以旋轉(zhuǎn)機械典型部件滾動軸承和軸為例，首先對滾動軸承的機構(gòu)特點、主要故障形式和故障原因等進行詳細介紹，并對滾動軸承的振動機理做了詳細研究，給出一些在滾動軸承故障診斷方面常用到的特征參數(shù)。其次就是對旋轉(zhuǎn)機械主要部件軸的不平衡故障的振動機理、振動特點以及常用參數(shù)進行了詳細研究。通過這些學習與研究工作幫助了解滾動軸承故障和軸不平衡故障的本質(zhì)與特點。

4、>　　本文依靠實驗室的旋轉(zhuǎn)機械故障模擬實驗平臺和振動信號采集于處理系統(tǒng)搭建了旋轉(zhuǎn)機械主要部件滾動軸承故障診斷和軸不平衡診斷的試驗系統(tǒng)。設(shè)計了滾動軸承的內(nèi)圈損傷、外圈損傷、滾動體損傷三種主要故障形式，并對這三種故障形式分別做實驗采集滾動軸承故障振動信號。對得到的振動信號進行預處理得到這三種故障的振動波形。設(shè)計了三種負載下的軸不平衡故障試驗，并分別通過實驗采集軸不平衡的振動波形圖，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理提供依據(jù)。
　　本文對于滾動軸承首先運

5、用初始特征參數(shù)識別法進行診斷，得出滾動軸承三種不同故障的特征參數(shù)識別指標DI和識別概率DR，再運用遺傳算法初始特征參數(shù)再生成法對滾動軸承的初始特征參數(shù)自組織再生成新的最有特征參數(shù)，得到新的特征參數(shù)識別指標DI和識別概率DR。驗證本文所提出的方法的可行性與優(yōu)越性。該方法不僅可以運用到滾動軸承的故障診斷研究，還可以運用到旋轉(zhuǎn)機械其它部件的故障診斷。對于軸不平衡的振動信號數(shù)據(jù)處理，首先計算其初始特征參數(shù)，然后運用無綱量統(tǒng)計特征值得到相應(yīng)的統(tǒng)計