鉆井泵滾動軸承的振動信號分析和故障診斷
【摘要】：滾動軸承是機械設備中最常見的零部件,其運行狀態直接影響到整臺機器的功能。鉆井泵是石油礦場機械的關鍵設備,其故障主要發生在動力端的滾動軸承,對他們進行狀態監測和故障診斷可以實現鉆井泵的合理使用與預知性維修、保障安全生產,具有重要的實際意義。本文分析了滾動軸承結構的振動機理、失效形式及振動類型,研究了振動信號時域和頻域的傳統分析方法。以鉆井泵的滾動軸承故障診斷為研究背景,采集了軸承在正常、內圈故障和滾動體故障三種工況下的振動信號,以此為研究對象來檢驗利用振動信號監測軸承運行狀態的可行性。研究了小波和小波包分析的基本理論,由于滾動軸承的振動信號是非平穩信號,傳統的傅里葉分析是將信號完全在頻率域中進行分析,它不能給出信號在某個時間點上的變化情況,而小波和小波包分析由于能同時在時頻域內對信號進行分析,具有多分辨率分析功能,因此十分適用于滾動軸承的故障診斷。根據軸承振動信號的時變性及特征難以提取的特點,本文采用小波閾值去噪算法對軸承原始振動信號進行去噪預處理,利用小波包對軸承振動信號進行特征提取,并以“能量”為元素,構造軸承振動信號的特征向量,從而為軸承振動信號的故障特征提取以及后續的故障診斷提供了處理方法。介紹了模糊數學基礎理論,最后利用模糊理論中的貼近度原則對軸承的不同狀態進行模糊模式識別分類。研究表明,用小波進行振動信號去噪可以很好地保留有用信號中的尖峰和突變部分,有效地消除了噪聲干擾。基于小波包和模糊貼近度的模式識別方法可以準確地識別出滾動軸承故障狀態,發揮兩種方法各自的優點,提高診斷識別的準確性。
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
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【學位級別】：碩士
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