行星齒輪振動(dòng)信號(hào)分離及故障診斷技術(shù)研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類(lèi)號(hào)：TP206學(xué)號(hào)：100082501013南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）行星齒輪振動(dòng)信號(hào)行星齒輪振動(dòng)信號(hào)分離及故障診斷技術(shù)研究分離及故障診斷技術(shù)研究碩士研究生：胡貴鋒導(dǎo)師：王細(xì)洋教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：航空宇航制造工程所在單位：航空制造工程學(xué)院答辯日期：2013年6月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要行星齒輪傳動(dòng)在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用廣泛，行星齒輪的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)整個(gè)設(shè)備起著重要的作用，因此對(duì)

2、行星齒輪運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)和故障診斷尤為重要?；谡駝?dòng)信號(hào)的故障診斷是齒輪故障診斷的常用方法。為此，本文提出了一種時(shí)域同步平均和窗函數(shù)相結(jié)合與改進(jìn)獨(dú)立分量分析方法對(duì)行星齒輪振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行提取和分離。主要內(nèi)容如下：1.對(duì)行星齒輪箱相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，找出其傳動(dòng)規(guī)律，根據(jù)某個(gè)特定的行星齒輪轉(zhuǎn)過(guò)最小圈數(shù)后回到起始點(diǎn)這一特性，利用光電編碼器與行星齒輪箱主軸同軸轉(zhuǎn)動(dòng)以獲取整周期采集信號(hào)，采用時(shí)域同步平均方法進(jìn)行去噪，研究窗函數(shù)泄露機(jī)理，提出時(shí)域同步平均

3、與加窗相結(jié)合的方法對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行相加平均，分離出完整的行星輪信號(hào)；2.為分離出有用的故障信號(hào)，研究快速獨(dú)立分量分析分離原理，對(duì)該算法中的目標(biāo)函數(shù)下的非線性函數(shù)進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)原本算法中的三個(gè)非線性函數(shù)成分復(fù)雜，軟件計(jì)算緩慢，影響分離時(shí)間和效果，由于HuberM函數(shù)的乘加特性，簡(jiǎn)單易行，因此將其替換FastICA算法中的非線性函數(shù)，得到新的HMFastICA算法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，驗(yàn)證其分離有效性；3.優(yōu)化行星齒輪箱振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)，分析行

4、星齒輪整生命周期振動(dòng)信號(hào)，為較快得到破損狀態(tài)下的信號(hào)，本文通過(guò)人為損壞的方法破壞一個(gè)行星輪齒，為確保采樣信號(hào)的準(zhǔn)確性，采用三個(gè)傳感器對(duì)其進(jìn)行采集，采用時(shí)域同步平均和窗函數(shù)對(duì)采集的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行去噪和截取，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法不僅能有效獲得36個(gè)行星輪信號(hào)，還能清晰反映當(dāng)前行星齒的振動(dòng)情況，說(shuō)明該方法的有效性；4.采用HMFastICA分別對(duì)時(shí)域同步平均后的行星輪振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域和頻域信號(hào)進(jìn)行故障分離。分離結(jié)果可知，HMFastICA算法比F