某风电齿轮箱运行状态监测系统设计

结合齿轮箱质量评价的现有理论,对某风电齿轮箱的运行状态评价方法进行了研究,提出了一种综合的运行状态评价方法。设计了一套针对某风电齿轮箱的运行状态监测系统。该状态监测系统可以对风电齿轮箱的振动加速度、振动速度、振动位移、噪声,齿轮箱转速、功率,轴承油温,压力等进行监测,并生成监测报告。该监测系统硬件上由振动、噪声、转速、温度、压力等传感器,信号适调器,数据采集箱,PC机等硬件设备组成;软件为NI公司的Lab-VIEW。实验结果表明:该监测系统可以有效、实时地对某风电齿轮箱运行时的振动、噪声等物理量进行精确测量,以帮助实验者对某风电齿轮箱的运行状况进行分析、判断。     

基于噪声小波包络谱的主轴承磨损故障诊断

传统的基于振动信号的内燃机主轴承磨损故障诊断中安装传感器以及提取故障特征频率很繁琐，为此，提出了基于噪声和正交小波监测往复式活塞发动机滑动主轴承磨损故障的一种新方法．利用Symlets小波分析将测得的机体噪声信号变换到时频域，得到含有内燃机主轴承间隙磨损状态的时频信息．主轴承磨损故障会使机体噪声信号的高频成分增加，而且高频滤波成分特征与内燃机的冲击过程相对应，所以，需选择合适的高频带加以提取并进行包络谱分析．通过声级计测取了代表主轴承4类间隙磨损程度的噪声信号，发现2个特征频率处的能量对间隙磨损状态比较敏感，均随著磨损量的增加而增加．通过该方法。可利用机体噪声信号监测主轴承的磨损状态．     

基于改进EMD和小波阈值法的风机数据降噪研究

风机轴承振动信号中混杂着噪声,会对后期的故障诊断造成困难。提出了一种改进经验模态分解(EMD)与小波阈值降噪相结合的风机数据降噪方法。首先,采用EMD对原始振动信号进行分解得到信号的固有模态函数,考虑到各个分量中都含有噪声和信号从而出现模态混叠现象,故采用相关系数法筛选出信号分量和噪声分量对EMD进行改进。然后,采用小波阈值法对噪声分量进行降噪,并将信号分量与处理后的噪声分量进行重构,最终完成信号降噪。最后,选取某风机轴承振动数据作为实验数据,有效地去除了原始信号中的噪声,并得出轴承内圈故障的结论,与实际结果一致,验证了所提方法的有效性。     

轴承剩余寿命模型的建立与寿命预算

滚动轴承在旋转机械中具有重要作用。针对设备的4种失效形式,实时地对设备进行监测。通过采集振动信号并对振动信号进行分析、处理,从而找到与轴承破坏形式相关的敏感参数和信号分析方法。针对振动参数的变化趋势结合振动参数变化量的大小判断轴承的运行状态。在振动参数的拟合曲线的基础上建立轴承剩余寿命预算模型。     

汽车轮毂轴承的两类剥落失效分析

通过对６００套失效汽车轮毂轴承宏观特征分析统计和ＳＥＭ研究发现,汽车轮毂轴承的表面剥落有两种典型形式,一种为轴向扩展性片状剥落,另一种为周向等间距条状剥落,结合汽车轮毂轴承的结构特点及其在汽车运行过程中动力学特征,提出也这两种表面失效的机理模型,认为轴承工作游隙过大是造成汽车轮毂轴承轴向扩展性片状剥落的主要原因,而运转过程中的微动损伤以及运转过程中轴向冲击是造成周向等间距条状剥落的主要原因,优化轴承游隙并对滚动体进行合理鼓形修正可以减少轴向扩展性片状剥落,增强横向减振能力并减小轴承轴向游隙可以降低周向等间距条状剥落。     

一类高速电主轴的动力学建模及振动响应分析

为了减小电主轴在高转速下的振动,基于有限元梁理论建立电主轴动力学模型,同时分别利用Hertz接触理论与Maxwell应力张量法给出球轴承非光滑接触力与不平衡磁拉力.通过计算不同转速、轴承游隙和初始偏心距下电主轴振动响应的分岔图,分析电主轴受球轴承接触力与不平衡磁拉力作用而产生的动力学现象.结果表明,在轴承接触力与不平衡磁拉力作用下,电主轴振动响应将出现倍周期分岔、拟周期分岔和倒分岔等现象,导致电主轴产生复杂的周期、拟周期与混沌振动之间的转迁.通过合理调整转速、轴承游隙和转子初始偏心距等参数,可以避免电主轴的剧烈振动.     

基于轴承负荷的转子轴承系统建模与试验研究

为揭示轴承转子系统的轴承负荷特性,提出了在转子系统中在线监测轴承负荷,建立了考虑轴承载荷的转子系统的横向振动模型.通过试验和仿真相结合的方法,研究了轴承负荷与支撑振动的耦合关系.该方法是在轴承座下安装轴承负荷传感器以测轴承的负荷,同时监测支撑的加速度,将实测的负荷代入所建的振动模型进行仿真.将仿真结果与实测加速度信号对比分析,结果表明:仿真得到的加速度信号和实测的加速度信号峰值呈周期性变化,周期相同;支撑振动是由轴承负荷所引起的强迫振动与其它振动信号叠加而成,而支撑振动的特性是受轴承负荷影响的.因此,轴承负荷的变化可以作为轴承转子系统状态估计的一个重要条件.     

矿用振动筛在线监测及故障诊断系统设计与应用

基于LabVIEw与相关硬件系统的搭配,设计出振动筛在线监测系统,监测筛箱的异常振动、弹簧一致性和激振器轴承振动;通过监测振动筛的振动加速度值、振动频率、相位以及由加速度积分得到运动轨迹来判断振动筛的工作情况,最终构建了振动筛负载工况在线诊断系统,利用数据库积累并管理长周期的监测数据,开发状态特征提取、异常情况自动辨识和运行趋势分析软件,对异常振动、轴承故障和弹簧不一致情况进行实时报警,并通过自学习积累故障诊断经验．本系统包括数据实时采集、实时显示、实时分析以及在线诊断、离线分析、远程监测等功能．     

冲击脉冲法在电中机轴承故障诊断的应用

在对电动机轴承状态监测与故障诊断的研究中,采用振动诊断技术,即冲击脉冲法编写了电动机故障诊断系统,该系统专门用于电动机轴承的故障诊断与监测,并通过检测冲击点处的冲击波幅值来判断轴承内滚动体与滚道间的碰撞程度,从而有效识别出轴承的工作状态与故障类型,特别适用于检测轴承早期损伤类故障,润滑状况以及油膜厚度等。     

基于DTCWT-MAP去噪及Hilbert包络的滚动轴承故障诊断

针对轴承振动信号易受噪声影响造成故障特征难以提取的问题,提出一种基于双树复小波(Dual-Tree Complex Wavelet Transform, DTCWT)和最大后验估计(Maximum A Posteriori, MAP)的信号去噪及故障诊断方法。该方法首先对振动信号进行DTCWT分解,获得不同层次的小波系数,有效克服了传统小波分解频率混叠和畸变的缺陷。然后根据各层小波系数中的噪声强度构造MAP软阈值函数,对不同层次的小波系数进行阈值去噪。最后对去噪后的各层小波系数进行DTCWT反变换,将信号分解到不同频带,结合Hilbert包络实现轴承故障诊断。仿真信号去噪分析、轴承复合故障诊断实验及风机轴承微弱故障诊断应用结果表明,该方法能够有效去除噪声,提高信噪比,增强故障特征,提高轴承故障诊断的准确性和实效性。     

滚动表面误差激励的球轴承振动分析

本文研究滚动表面误差所产生的球轴承振动特性,提出了用等效误差来描述轴承各零件滚动表面误差的方法,建立了由误差引起的球轴承振动模型,讨论了误差的空间谱与振动频谱之间的关系。采用实验方法测试并确定模型参数。本文的分析方法对指导低噪声轴承设计具有一定的理论意义,还可进一步推广应用于滚动轴承的状态监测领域。     

基于多特征提取的滚动轴承故障诊断方法

滚动轴承故障是旋转机械失效和损坏的最主要原因之一。轴承振动信号通常表现为非线性和非稳态的特征。常规的时域和频域方法不容易对轴承工作的健康状况做出准确的评估。提出了一种基于多特征提取的滚动轴承故障检测方法,首先从轴承振动信号中提取故障特征（熵特征、Holder系数特征及改进分形盒维数特征）,然后通过灰色关联理论算法自动地识别出轴承的故障类型和严重程度。该方法能够在确保检测实时性的同时,准确有效地识别不同的滚动轴承故障类型及其严重程度。     

深沟球轴承复合故障动力学特征

为提高状态监测水平,诊断和识别轴承的早期故障,降低因轴承故障导致的损失, 针对径向载荷作用下复合故障激励的滚动轴承振动机理的复杂性问题,基于Hertz接触理论,考虑复合故障、轴和轴承座与轴承之间的耦合激励、时变位移激励和滚动体滑动等因素,提出了4自由度复合故障深沟球轴承动力学模型. 模型描述了滚动体在滚道表面上的接触和运动,探究了轴承表面复合故障激励机理,分析了3种工况条件下滚动轴承复合故障对系统动力学振动响应的影响,为轴承状态监测和诊断提供了理论依据. 实验和模拟研究结果表明,复合故障的振动响应是由内、外圈单故障的振动响应耦合作用的结果,在频谱图中可以明显地分辨出内、外圈故障特征频率及倍频成分,与单故障相比较,其对应的幅值增大. 缺陷尺寸增大、转速增高和载荷增强均会使复合故障轴承的振动幅值增大,影响其运行状态,进而加速轴承的失效,降低轴承的使用寿命.     

超声波悬浮推力轴承承载能力及减摩性能

在对超声悬浮及减摩理论进行分析和研究的基础上,提出了一种新型的轴承———超声波悬浮轴承,将超声振动用于轴颈的悬浮支承与动压润滑以构造滑动轴承。本文对压电换能器辐射端面与其上被悬浮物体之间的悬浮间隙的测量以及超声波轴承的减摩性能进行了研究,并与普通的滑动轴承和滚动轴承进行了对比。结果表明,超声振动具有悬浮能力,转速一定的条件下幅射端振动幅越大,悬浮间隙越大。超声波轴承减摩性能优于其他轴承。     

石化装置立式长轴泵的选用与设计

若立式长轴泵的接轴部件或导轴承选用不当,抑或在安装、制造中存在偏差,都有可能导致泵轴在运行中发生振动,若振动严重超标,将会导致设备的破坏.因此,对接轴部件的优缺点进行了对比分析,给出3种常用的接轴结构.并从滑动轴承间距布置及其材料的选用、冲洗管线的设置、安装和制造质量等方面对立式长轴泵的选用和设计进行分析,给出选用与设计建议,具有参考意义.     

多小波自适应阈值降噪在故障诊断中的应用

为了提取淹没在强背景噪声下的微弱故障信息,引入多小波自适应阈值降噪方法实现滚动轴承的信号去噪,并结合包络解调提取故障特征.多小波具有多个尺度函数和小波函数,具备单小波无法同时满足的对称性、正交性、紧支性和高阶消失矩等优良特性,可匹配信号中的不同特征信息.基于轴承外圈点蚀故障的仿真信号,分别利用GHM多小波和Db2小波对其进行降噪处理.通过信噪比的定量分析表明,相比单小波而言,多小波的降噪优势明显.针对滚动轴承的微点蚀实验信号和现场实采集的工程数据,多小波自适应阈值技术比单小波方法具有更好的降噪效果,且更易于提取出滚动轴承的早期故障信息.     

基于表面特征的滚动轴承振动模型研究

针对轴承制造过程中形成的粗糙度、波纹度、圆度等影响轴承振动的主要因素,利用Lagrange动力学方程建立了具有表面特征的滚动轴承系统的振动模型.该模型可用于分析轴承各部件的表面特征对轴承振动的影响,同时也可用于分析轴承各部件表面存在加工缺陷时系统的振动特性.以轴承内外圈和滚动体表面的波纹度为例,从理论上推导了波纹度阶数与系统振动频率的关系,仿真结果验证了该模型的正确性,所得的结论对轴承振动理论研究和指导低噪声轴承生产有重要意义.     

滚动轴承寿命计算中动载荷概念释疑

“当量动栽荷”和“额定动载荷”是在滚动轴承的寿命计算中两个重要的基本概念,但对其概念内涵的界定,多数资料过于概括,容易引起人们的误解。文章的写作目的,就是要理清“当量动载荷”和“额定动栽荷”的概念内涵和它们之间的关系。     

基于Pulse的船舶尾轴承振动监测

针对船舶尾轴承的减振降噪提出了一种基于Pulse的振动测试方案。通过该振动分析平台对实验尾轴台架的振动情况进行了数据采集和分析,利用FFT频谱分析法得出尾轴承在采用橡胶轴承材料时,其低速下由自身特性导致的水平和垂直方向上的振动主要集中在2 kHz以下。