基于声发射检测的滑动轴承状态诊断技术研究

论文摘要

滑动轴承是电厂汽轮机组重要的支持部件,滑动轴承故障直接威胁到机组的正常运行。滑动轴承的工作环境复杂,目前对滑动轴承润滑状态的监测方法都有一定的局限性,难以实时准确地判定出轴承的润滑状态。研究出一种能实时准确地诊断与预报轴承润滑状态的技术,是提高机组运行安全性和经济性的重要保障措施。本文主要研究滑动轴承故障的声发射检测技术。首先,利用小波变换对滑动轴承声发射信号做细节分析,研究表明:滑动轴承声发射信号小波多层分解后,细节层信号特征明显,不同细节层上信号表现出不同特征;小波自适应降噪效果明显,滑动轴承声发射信号经小波多层分解重构后,能够很好的滤除噪声信号,使得滑动轴承声发射信号特征更加明显。随后,依据滑动轴承的声发射信号特征,提出了一种专门针对滑动轴承润滑状态的声发射信号判别方法,该方法是在声发射特征参数分析的基础上,将滑动轴承的功率损失与声发射振铃计数、事件计数、能量三个特征参数进行对比计算得到三个新的特征指标:声发射振铃计数功率比、事件计数功率比、能量功率比。依据试验数据进行计算分析,得到用于判别滑动轴承润滑状态的声发射新特征指标的判定区间,并用不同的试验测试数据验证了新判别方法和判定区间的正确性。与传统的基于声发射特征参数的分析方法相比,本文提出的新的判别方法针对性强,准确度高,更适用于滑动轴承的润滑状态的判断。最后,本文对滑动轴承声发射监测系统进行了软硬件选型设计,以LabVIEW软件为系统开发平台,研究开发出了一套适用于滑动轴承润滑状态诊断的滑动轴承在线监测系统,并将新的信号分析方法和润滑状态判别方法融入到了监测系统中。与美国PCI-2声发射检测系统相比,本系统更适用于滑动轴承状态的监测,具有操作简便、可靠性强、准确度高、反应灵敏等优越性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及课题背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 声发射检测技术研究现状
• 1.2.2 滑动轴承声发射诊断技术研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 滑动轴承声发射信号小波分析
• 2.1 滑动轴承声发射信号特征
• 2.1.1 滑动轴承故障声发射机理
• 2.1.2 轴承声发射信号特征
• 2.2 滑动轴承声发射信号分析的小波基选取
• 2.2.1 小波基选取方法
• 2.2.2 滑动轴承声发射信号分析的小波基确定
• 2.3 最佳分解尺度的确定
• 2.4 滑动轴承声发射信号的小波降噪
• 2.4.1 小波降噪过程
• 2.4.2 滑动轴承小波降噪实例
• 2.5 滑动轴承声发射信号小波分析
• 2.5.1 信号特征的小波提取
• 2.5.2 小波特征谱分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 滑动轴承状态的声发射指标判别技术
• 3.1 轴承状态声发射判别指标定义
• 3.2 状态判别声发射指标计算
• 3.2.1 功率损失计算方法
• 3.2.2 功率损失计算举例
• 3.2.3 变转速过程轴承特征指标计算分析
• 3.2.4 定转速过程轴承特征指标计算分析
• 3.3 轴承润滑状态诊断技术
• 3.3.1 轴承状态分类
• 3.3.2 轴承状态监测报警界限判定方法
• 3.3.3 滑动轴承状态诊断标准确定
• 3.4 本章小结
• 第四章 滑动轴承故障状态监测与诊断系统开发
• 4.1 开发平台简介
• 4.2 系统硬件及软件功能设计
• 4.2.1 系统硬件选型
• 4.2.2 软件主要功能设计
• 4.3 声发射在线监测系统开发
• 4.3.1 系统界面
• 4.3.2 系统主要功能模块开发
• 4.4 系统的性能测试
• 4.4.1 性能测试方案
• 4.4.2 性能测试结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 滑动轴承状态诊断技术的现场试验应用
• 5.1 现场试验目的和机组概况
• 5.1.1 试验目的
• 5.1.2 机组概况
• 5.2 试验过程
• 5.3 振动信号监测结果分析
• 5.3.1 轴承振动信号监测结果
• 5.3.2 试验结果分析
• 5.4 滑动轴承在线监测系统试验结果与分析
• 5.4.1 试验结果
• 5.4.2 试验结果诊断
• 5.4.3 性能分析
• 5.5 本章小结
• 全文总结
• 1、研究成果
• 2、创新点
• 3、研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A
• 中英文摘要