基于LabVIEW的齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，機(jī)械裝備呈現(xiàn)出大型化、復(fù)雜化、高效率的發(fā)展趨勢，使得設(shè)備故障造成的損失也隨之增多。齒輪箱作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中動(dòng)力傳輸?shù)牟考?jīng)常出現(xiàn)各種類型故障，而齒輪箱一旦發(fā)生故障會(huì)對整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)造成難以估量的后果，甚至對工作人員的人身安全造成威脅，因此，對齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)的有效診斷顯得尤為重要。本文以齒輪箱故障診斷為研究目的，圍繞希爾伯特-黃變換(Hilbert-Huang Transform，HHT)為核心的故障診斷方法，對算

2、法中的問題提出相應(yīng)改進(jìn)措施，并利用LabVIEW完成一套齒輪箱故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)分析了齒輪箱的故障類型及其故障振動(dòng)的機(jī)理，給出了齒輪箱振動(dòng)模型以及相關(guān)特征頻率的計(jì)算，為后續(xù)故障診斷提供理論基礎(chǔ)。
　　(2)結(jié)合齒輪箱故障信號(hào)特點(diǎn)，分析了常用時(shí)頻分析方法的性質(zhì)及其局限性，確定HHT作為齒輪箱故障診斷的信號(hào)處理算法，并詳細(xì)介紹了HHT的基本原理、性質(zhì)以及存在問題。
　　(3)針對

3、HHT算法由于包絡(luò)線擬合算法不足導(dǎo)致端點(diǎn)效應(yīng)問題，給出了基于鏡像端點(diǎn)延拓的端點(diǎn)效應(yīng)抑制方法，并通過仿真驗(yàn)證其改進(jìn)算法的有效性。
　　(4)針對HHT算法中由于高頻間斷信號(hào)干擾引起的模態(tài)混疊問題，給出了基于小波變換預(yù)處理的模態(tài)混疊抑制方法，該方法的核心是利用小波變換在經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition，EMD)之前進(jìn)行高頻干擾信號(hào)的濾波，而傳統(tǒng)采用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Ensemble Empiric

4、al Mode Decomposition，EEMD)抑制模態(tài)混疊的方法的核心是在信號(hào)中加入輔助噪聲，算法執(zhí)行效率較低，相比之下，本文提出的改進(jìn)方法具有更高的執(zhí)行效率，特別適合于實(shí)時(shí)性要求比較高的場合。
　　(5)利用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)了一套齒輪箱故障診斷系統(tǒng)，以HHT為核心信號(hào)處理算法，將其應(yīng)用在了所設(shè)計(jì)的故障診斷系統(tǒng)中，系統(tǒng)包括時(shí)域分析、頻率分析、小波變換、包絡(luò)譜分析、倒頻譜分析、HHT變換、Hilbert變換等功能，通過