行星齿轮箱故障诊断的频率解调分析方法.pdf

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1、第33卷第11期中国电机工程学报Vol.33No.11Apr.15,20131122013年4月15日ProceedingsoftheCSEE©2013Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号：0258-8013(2013)11-0112-06中图分类号：TH17文献标志码：A学科分类号：47030行星齿轮箱故障诊断的频率解调分析方法12冯志鹏，褚福磊(1．北京科技大学机械工程学院，北京市海淀区100083；2．清华大学精密仪器与机械学系，北京市海淀区100084)FrequencyDemodulationAnaly

2、sisMethodforFaultDiagnosisofPlanetaryGearboxes12FENGZhipeng,CHUFulei(1.SchoolofMechanicalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China;2.DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)ABSTRACT:Thefreque

3、ncymodulationpartcontainsthegear果，通过频率解调分析诊断出了太阳轮、行星轮和齿圈的局faultinformation,andisfreefromtheeffectoftimevarying部损伤故障。vibrationtransferpaths.Thisfeatureishelpfultoavoidthe关键词：风力机；行星齿轮箱；故障诊断；调频；解调；瞬complexsidebandsinFourierspectraandadditionalamplitude时频率谱modulationcaus

4、edbytheplanetpassingeffectorthetimevariantvibrationpropagationpaths.Accordingtothefrequency0引言modulationcharacteristicsofplanetarygearboxvibration传统的频谱和包络谱方法虽然在振动故障诊signals,afrequencydemodulationanalysismethodbasedonempiricalmodedecompositionwasproposedtosimplifythe断

5、中应用广泛，但是风力发电机组行星齿轮箱振动signalanalysisinfaultdiagnosis.Thecriterionforselecting信号的频率结构和幅值调制成分复杂，导致频谱和sensitiveintrinsicmodefunctionwasproposed,theexplicit包络谱中存在额外的频率信息。如何应用现代信号equationsfortheFourierspectraofinstantaneousfrequency处理方法有效提取行星齿轮箱故障的调频信息，对werededuced,andthei

6、nstantaneousfrequencyspectral于风力发电机组故障诊断具有重要意义。characteristicsofsun,planetandringgearfaultswere文献[1-3]建立了行星齿轮箱正常和故障状态summarized.Theproposedmethodwasvalidatedusingsimulatedsignalandlabexperimentaldatasets,andthe下的振动信号模型，推导分析了振动信号的频谱结localizeddamageofsun,planetandringg

7、earswasdiagnosed构。为了避免调幅和调频成分的时域乘积引起的复viafrequencydemodulationanalysis.杂频谱边带，提出了幅值解调分析方法。但是，对KEYWORDS:windturbine;planetarygearbox;fault于太阳轮和行星轮局部故障，调幅部分不仅包含齿diagnosis;frequencymodulation;demodulation;instantaneous轮故障引起的调幅成分，而且还存在太阳轮和行星frequencyspectrum架的旋转运动引起的额外调幅成

8、分。因此，在包络摘要：调频部分包含齿轮故障信息，而且不受振动传递路径谱中，除了太阳轮和行星轮故障的特征频率之外，变化的影响。为了避免振动信号频谱的复杂边带结构以及行还存在太阳轮和行星架的绝对旋转频率，这可能会星轮通过效应或时变振动传递路径的影响，根据行星齿轮箱造