基于全谱分析与ods技术的转子故障诊断方法研究

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1、中图分类号：TP274论文编号：102870515-S129学科分类号：080203硕士学位论文基于全谱分析与ODS技术的转子故障诊断方法研究研究生姓名纪海明学科、专业机械设计及理论研究方向故障诊断与信号处理指导教师岳林教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringRotorFaultAnalysisBasedonFullSpe

2、ctrumandOperatingDeflectionShapesTechnologyAThesisinMechanicalEngineeringbyJiHaimingAdvisedbyProf.YueLinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

3、究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要转子系统广泛应用于旋转机械中，并起着关键作用，一旦发生故障，将造成重大经济损失。因此，开展旋转机械转子故障诊断方法的研究具有重要意义。目前一般是基于传统傅里叶变换的频谱分析方法诊断转子故障，但是基于单通道的频谱方法往往忽略了两个通道之间的相位信息，不能判断转子进动方向，容易

4、误判机组发生故障原因。基于上述问题，本文研究全谱分析技术识别转子故障的类型以及运行变形振型（ODS）方法来判断转子故障的严重程度，并将其应用于转子故障实验中，仿真数据及实验结果验证了这两种方法的正确性和有效性。论文主要研究工作如下：（1）研究了全谱分析技术，导出理论计算公式，阐述其图谱表达方式，并通过ZT-3转子实验台故障模拟实验，对转子系统的不平衡、不对中、轴承座松动故障的位移信号的全谱特性进行了分析，与传统的谱分析方法及轴心轨迹法对比，验证了全谱分析方法识别转子故障类型的有效性。（2）研究了频域ODS的基本计算公式和故障分析方法。针对

5、转子不平衡、不对中故障程度判别问题，引入了诊断转子故障程度的两种数值比较方法即振型相关系数(SCC)和振型差异百分比(SPD)，通过SCC与SPD参数值的变化来判断转子故障程度。（3）编制开发了基于VC++图形用户界面的相应分析软件。采用模块化的编程方式，实现了算法的各个功能。对软件的主要功能模块进行了仿真测试与应用，验证了软件算法的有效性和技术实用性。关键词：全谱分析，ODS，转子系统，故障诊断，VC++，动态链接库IABSTRACTDuetorotatingmachineryfaultsourcesmainlycomefromther

6、otorcomponents,itisverysignificanttostudytheapplicationonfaultdiagnosisofrotorsystem.Whileatpresentthemethodtodiagnosetherotorfaultmainlydependsontheclassicalspectralanalysis,buttheclassicalspectralmethodobtainedbythesingleprobeareunabletorevealthecorrelationbetweentheXan

7、dYmotions.It’shardtoaccuratelyjudgetherotorfaulttype.Basedontheaboveproblems,thispaperstudiesthetheoryofthefullspectrumanalysisandoperatingdeflectionshapestechnology.Theeffectivenessofthemethodsisprovedbythedataobtainedbythesimulationandtheexperiment.Themaincontentsofthis

8、paperareasfollows:(1)Animprovedmethodcalledthefullspectrumanalysistechnologyisstudied.Thetheoryc