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(jī)械設(shè)備中最常見的零部件,其運行狀態(tài)直接影響到整臺機(jī)器的功能。鉆井泵是石油礦場機(jī)械的關(guān)鍵設(shè)備,其故障主要發(fā)生在動力端的滾動軸承,對他們進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷可以實現(xiàn)鉆井泵的合理使用與預(yù)知性維修、保障安全生產(chǎn),具有重要的實際意義。本文分析了滾動軸承結(jié)構(gòu)的振動機(jī)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(tǒng)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(nèi)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(jiān)測軸承運行狀態(tài)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(wěn)信號,傳統(tǒng)的傅里葉分析是將信號完全在頻率域中進(jìn)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(nèi)對信號進(jìn)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(jù)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(jìn)行去噪預(yù)處理,利用小波包對軸承振動信號進(jìn)行特征提取,并以“能量”為元素,構(gòu)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(xù)的故障診斷提供了處理方法。介紹了模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)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(tài)進(jìn)行模糊模式識別分類。研究表明,用小波進(jìn)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(zhǔn)確地識別出滾動軸承故障狀態(tài),發(fā)揮兩種方法各自的優(yōu)點,提高診斷識別的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
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【學(xué)位級別】：碩士
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