基于振动信号风电齿轮箱故障分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com基于振动信号的风电齿轮箱故障分析木口邵荣茂口贾丙辉口王宗荣南京工程学院机械工程学院南京211167摘要：振动信号的故障特征提取对了解风电齿轮箱故障情况起着至关重要的作用。介绍了基于FAGDetector19的测量系统，分析了几种振动信号诊断方法。以存在非均匀磨损现象的某1．5MW风电齿轮箱为研究对象，分析了其在时域和频域中反映出来的特征，为风电齿轮箱的故障诊断提供了参考。关键词：风电齿轮箱故障诊断振动信号故障特征中图分类号：TH17文献标志码：A文章编号：1000—4998(2016102—0005—04Abstract：Extrac

2、tionofthefaultsignatureofvibrationsignalsplaysavitalroletoawarethefauhconditionsofthegearboxinwindturbine．IntroducedameasuringsystembasedonFAGDetector111withanalysesonseveralmeansforvibrationsignaldiagnostics．Ittooka1．5MWwindturbinegearbOXwiththepresenceofnon—．uniforinabrasionasthesubjec

3、tforinvestigationandperformedananalysesonthefeaturesreflectedinthetimedomainandfrequencydomaintoprovideareferenceforfaultdiagnosisofthegearboxinwindturbine．KeyWords：GearboxinWindTurbineFaultDiagnosisVibrationSignalFaultSignature基于振动分析的状态监测与故障诊断技术，对了1风电齿轮箱常见故障及其原因分析解风电齿轮箱的性能状态、及早发现隐患、确保其安

4、全运行起着至关重要的作用。风电齿轮箱故障的振动机风电齿轮箱是高速重载装置，其运行时的风速是理与其对应的振动信号特征提取研究是该技术的关时变不规律的，这对各部件的传动精度以及各部件的键，目前，就风电齿轮箱故障的振动机理研究而言，由润滑效果提出了很高的要求。然而风电齿轮箱零件可于风电齿轮箱的振动系统是一个相当复杂的非线性系能由于选材、设计计算、加工、热处理、装配等原因，在统，要建立其完整的非线性模型是非常困难的，在研究运行一段时间后其传动精度就会下降，也可能会由于其振动特性时，只能对其物理模型进行简化，但这样不油液中混有硬颗粒物或是油液老化而造成润滑效果不能准确全面地反映实

5、际风电齿轮箱的振动特性。换个良，从而会产生相应的故障。通常，风电齿轮箱故障主角度，可以对故障齿轮箱的振动特性进行反问题研究，要发生在齿轮、轴承、箱体以及其它小件上，其中又以通过对故障风电齿轮箱振动信号特征进行提取来判断齿轮、轴承的故障居多。齿轮箱的故障严重程度。但是，由于多模式混淆和振对于风电齿轮箱齿轮故障主要有齿面磨损、齿面动传输路径复杂，导致故障响应微弱，低频特征频率成胶合、轮齿断齿三种失效形式。齿面磨损，主要是由于分的噪声污染严重，动态响应信号频谱分布及特征频润滑油不清洁而造成齿面磨粒磨损，使齿廓形状改变、率的复杂性与独特性_1等因素。导致风电齿轮箱振动侧隙增大，

6、以至由于齿轮过度减薄导致断齿，典型齿面信号分析比较困难。要解决振动信号分析困难问题，磨损照片如图1所示；齿面胶合，是由于齿面工作区很一方面要寻找新的诊断方法，如Arszcz利用谱峭度方大，一旦润滑条件不良，两个啮合的齿面在相对滑动时法对冲击信号进行了有效分析，陈雪峰[2等利用小波齿面间的油膜便会消失，一个齿面的金属会熔焊在与神经网络方法提高了齿轮箱故障诊断精度等。另一方之啮合的另一个齿面上，在齿面上形成垂直于节线的面，需要对不同故障类型齿轮箱振动特征进行分析对滑痕状胶合，典型齿面胶合照片如图2所示；轮齿断比与统计，建立丰富的数据库，从而能为风电齿轮箱齿，主要是由于疲劳失

7、效和冲击过载导致的。的振动信号分析提供经验帮助。风电齿轮箱轴承故障主要有疲劳点蚀、磨损与胶合、塑性变形三种形式。疲劳点蚀，是由于内、外圈和国家自然科学基金资助项目(编号：51405222)收稿日期：2015年8月滚动体在载荷作用下，表面间有极大的接触应力，从而机械制造54卷第618期2016／2学兔兔www.xuetutu.com使轴承工作表面发生疲劳点蚀(麻点)；磨损与胶合，是齿轮箱上的振动传感器和固定在机舱内支撑架上的由于密封不良，引起轴承工作表面的磨损；塑性变形，FAGDetectorIll智能采集单元构成信号的拾取装置，是局部载荷