基于频率切片小波变换的行星齿轮箱故障诊断.pdf

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1、第1期机械设计与制造2016年1月MachineryDesign&Manufacture29基于频率切片小波变换的行星齿轮箱故障诊断毕静伟，潘宏侠，葛航奇，马凌芝(中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051)摘要：风电行星齿轮箱主要由太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈组成，由于其工作环境比较恶劣，容易产生故障。另外其各部分信号又相互叠加，增大了信号分析的难度。而风电齿轮箱运转又会随外界环境而发生变化，产生的信号具有较强的非平稳性，采用普通时频方法只能简单估测故障发生的大致位置。为了进一步确定设备故障信

2、息，尝试将频率切片小波变换的时频分析方法应用到其故障诊断中。通过对信号的全频能量分析，选择信号故障区间进行细化分析，进而提取信号的时频特征，确定故障具体位置，取得了较好的效果，为风电行星齿轮箱的故障诊断提供了一定依据。关键词：行星齿轮箱；故障诊断；频率切片小波变换；特征提取中图分类号：TH16；TH113文献标识码：A文章编号：1001—3997(2016)01—0029—04’FaultDiagnosisofPlanetaryGearboxBasedonWaveletTransformofFreque

3、ncySliceBIJing-wei，PANHong-xia，GEHang-qi，MALing-zhi(NorthUniversityofChina，SchoolofMechanicalandPowerEngineering，ShanxiTaiyuan030051，China)Abstract：Thewindpowerplanetarygearboxiscomposedofthesolarwheel，theplanetarywheel，theplanetarygearandtheinnerringgea

4、r．Becauseofitsbadwo~ingenvironment，itispronetogetfailure．Theotherpartsofthesig,~aresuperimposedeachother，whichincreasesthediffwultyofs~gnalanalysis．Thewindpowergearboxoperationwillchangewiththeexternalenvironment，thesignalgeneratedhasstrongnonstationary．

5、OrdinarytimefrequencymethodCanonlybeusedtoestimatetheapproximatelocationofthefault．Inordertofurtherdeterminetheequipmentfailureinformation，thetime—frequencyanalysismethodbasedonwavelettransformofquertcysliceistriedtogetapplied．Throughthefullfrequencyener

6、gyanalysisofsig,~，selectssignalfailureintervalfordetailedanalysis，andthenextractsthetimefrequencycharacteristicsofthes~,nd，determinesthespecificlocationofthefault，andachievesgoodresults．Itprovidesabasisforthefaultdiagnosisofwindturbinegearbox．KeyWords：Pl

7、anetaryGearbox；FaIlltDiagnosis；FrequencySliceWaveletTransformation；FeatureExtraction1引言的效果，但是它们也都存在自身的局限陛。短时Fourier变换的时间与频率分辨率随窗函数的确定而固定，无法达到细化的功能；行星齿轮箱是风力发电机系统的重要组成部分，主要由太而小波变换的小波基函数选择比较困难。阳轮、行星轮、行星架和内齿圈组成。其工作的环境往往比较恶文献[7-81提出了一种新的时频分析方法，即频率切片小波变劣，容易使其关

8、键部位发生故”。同时，行星齿轮箱内部有多对换(FrequencySliceWaveletTransform，FSWT)，并将其应用在了齿轮啮合，其啮合产生的信号会相互叠加，这使得信号分析更加实验室桥梁监测系统的振动信号中，对高噪声、高阻尼和关闭模困难闭。因此，一种有效的故障诊断方法来提取故障信息是故障诊式的分段信号频率进行的滤波，取得了较好的效果。FSWT是通断的关键步骤。风电行星齿轮箱的运转工况会随着外界环境的改过扩展短时傅里叶变换在频率