大型旋转机械振动监测系统的研究

论文题目: 大型旋转机械振动监测系统的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 楼建忠

导师: 杨世锡

关键词: 旋转机械,振动信号采集,故障分析

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 大型旋转机械振动监测是近年来国内外发展较快的一门新兴技术。大型旋转机械振动监测与分析系统的研究与应用对于避免巨额的经济损失和灾难性事故的发生有着重要意义。本文结合国家自然科学基金项目(编号:50205025)和浙江省自然科学基金项目(编号:5001004)以及福建炼化集团和衢州巨化硫酸厂具体项目展开,以旋转机械振动为研究对象,开发了振动信号监测与分析系统,并用开发的监测系统对常见的典型故障进行了分析。该振动信号监测系统具有实时性好、准确性高等特点,全文主要内容如下: 第一章主要阐述了大型旋转机械状态监测和诊断技术研究的意义,分析了国内振动监测技术研究与发展趋势,提出了论文的研究内容。 第二章针对振动监测与分析系统的具体需求,设计了大型旋转机械振动监测系统的总体方案。该系统采用上下位机协同工作方式,下位机负责振动信号的采集,上位机负责振动信号的分析。本章还介绍了系统的信号预处理、键相采集控制、信号采集、数掘通信与存储、振动信号分析等主要功能。 第三章分析了振动信号预处理的主要功能,重点介绍了滤波、放大和隔直等功能,设计了涡流传感器振动信号的预处理电路。 第四章给出了键相信号的获取方法,设计了键相信号处理电路,分析了键相信号处理电路的频率和相位误差。 第五章对振动信号采集系统进行设计。主要分析了模拟信号数字化处理的实现,接口电路的设计以及软件的实现。该系统把振动信号预处理电路、AD转换电路等集成在一块电路板上,形成一个功能完整的模块,提高系统的稳定性和可靠性,并且减少了电路板的数量,使系统的安装和接线变得简单。测试了系统的幅频特性和相频特性,测试结果表明:在一定的转速范围内,误差非常小。该系统已经获得国家专利,实用专利号为zL 021454406.8。 第六章为了考核振动信号采集系统的性能,并获取典型故障的振动特征,用模拟振动实验台对几种常见的典型故障如质量不平衡、油膜涡动、转子横向裂纹等进行了模拟实验研究,分析了实验结果,为进一步的故障分析提供依据。 第七章对全文进行总结,并对今后的工作提出了展望。

论文目录:

摘要

Abstract

目录

第一章 绪论

1.1 大型旋转机械振动监测与诊断研究的重要性

1.2 国内外振动监测技术研究与发展趋势

1.3 论文的主要研究内容

1.4 本章小节

第二章 振动监测与分析系统

2.1 引言

2.2 振动传感器的选择

2.3 预处理

2.4 振动信号采集

2.4.1 采样方式的选择

2.4.2 A／D转换

2.5 分析系统

2.5.1 振动特征参量

2.5.2 信号分析方法

2.5.3 分析系统功能

2.6 本章小节

第三章 振动信号预处理

3.1 引言

3.2 振动信号预处理主要功能

3.3 振动信号预处理流程设计

3.4 滤波器的设计

3.5 放大电路的设计

3.6 本章小节

第四章 键相信号的处理电路设计

4.1 引言

4.2 键相信号的获取

4.3 键相信号处理电路流程设计

4.4 键相信号性能分析

4.4.1 频率误差

4.4.2 相位误差

4.5 其他性能分析

4.6 本章小节

第五章 振动信号采集卡的设计

5.1 引言

5.2 振动信号采集流程设计

5.3 模拟信号数字化(A／D)处理实现

5.4 接口电路的设计

5.5 采集控制软件的实现

5.5.1 各功能模块实现

5.5.2 驱动程序设计

5.6 系统测试

5.6.1 频响特性

5.6.2 幅值特性

5.6.3 转速测量误差

5.7 本事小节

第六章 常见典型故障分析

6.1 引言

6.2 常见典型故障类型

6.3 质量不平衡故障实验

6.3.1 故障模型

6.3.2 故障设置

6.3.3 实验结果与分析

6.4 油膜涡动故障实验

6.4.1 故障模型

6.4.2 故障设置

6.4.3 实验结果与分析

6.5 转轴裂纹故障实验

6.5.1 故障模型

6.5.2 故障设置

6.5.3 实验结果与分析

6.6 现场数据分析

6.7 本章小节

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献：

攻读硕士学位期间发表论文及参与项目

致谢

附表

附表1：在300～3000r／min范围内，各通道的幅值、相位最大差异值

附表2：不同转速下各通道之间的幅值、相位一致性比较

附表3：各通道的幅值偏差

附表4：幅值变化在10～220μm时，各通道的最大相位偏差值

附表5：转速测量误差

发布时间: 2005-10-08

参考文献

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• [2].用于大型旋转机械转子故障监测的电感测量仪的研制[D]. 肖鹏.成都理工大学2008
• [3].基于CORBA的大型旋转机械远程状态监测系统研究[D]. 朱培友.浙江大学2005
• [4].基于阶比分析的振动信号采集系统的设计[D]. 宋雅琪.天津工业大学2016
• [5].多功能集成式振动信号采集与分析系统设计[D]. 蒋玲莉.湖南科技大学2007

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• [3].振动信号分析在旋转机械故障诊断中的应用[D]. 葛宪福.华北电力大学（河北）2007
• [4].通用性旋转机械振动信号测试与分析系统的研制[D]. 彭浩.重庆大学2006
• [5].大型旋转机械振动信号测试与分析系统的研制[D]. 李远友.重庆大学2002
• [6].旋转机械状态监测系统的研究与开发[D]. 刘颖峰.浙江大学2003
• [7].旋转机械故障特征提取技术及其系统研究[D]. 张韧.浙江大学2004

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