基于最优窗函数Gabor变换的变工况行星齿轮箱故障诊断

强噪声背景下变工况行星齿轮箱振动信号具有非平稳、调制等特点,传统时频分析方法难以获得高时频分辨率的时频图像.本文提出一种分数域最优窗函数Gabor变换方法,利用分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FrFT)处理线性调频信号的优越性,在分数域优化时频窗函数,获得最小广义时间带宽积原...     

基于LabVIEW的行星齿轮箱故障分析系统设计

针对行星齿轮箱在低速重载的工作环境易导致关键部件发生故障的问题,本文提出了"小波包-峭度-包络"分析方法,基于LabVIEW开发一套行星齿轮箱故障分析系统,系统可读取多种格式的信号数据进行时域显示和频谱分析。通过小波包分解将信号分解到不同频带上,以小波包系数的峭度值作为频带选取准则,对小波包系数峭度值最大的频带进行包络谱分析,搭建行星齿轮箱故障模拟实验台,对采集的太阳轮、行星轮和齿圈故障信号进行分析,成功识别出故障。实验分析结果验证了方法的有效性和系统的可行性。该研究对行星齿轮箱运行过程中实时监测和早期故障识别具有重要意义。     

改进VMD和非凸重叠组收缩降噪的行星齿轮箱早期故障特征提取

针对强背景噪声下行星齿轮箱早期微弱故障特征难以被识别且变分模态分解算法中模态个数K和惩罚因子α需要依赖人为经验反复尝试而不能自适应确定的问题,提出了改进变分模态分解（Modified Variational Mode Decomposition,MVMD）方法,通过故障信号尺度空间谱的自适应分割来确定所需模态个数K,同时建立峭度最大值判定准则自动选取最佳惩罚因子α。在此基础上,将MVMD 与自适应非凸重叠组收缩降噪算法（Adaptive Nonconvex Overlap Group Shrinkage,ANOGS）相融合,提出了基于MVMD?ANOGS 的行星齿轮箱早期故障诊断方法。对故障振动信号进行MVMD 最佳分解,获取多个模态分量;利用ANOGS 算法对峭度最大的敏感模态进行稀疏降噪,从而突出信号中的故障冲击特征;对降噪模态进行包络解调处理,以提取明显的故障特征频率来判别故障。通过仿真信号和工程实验数据分析表明,相比传统VMD 方法、EEMD 方法和快速谱峭度方法,该方法能成功地提取微弱故障冲击特征且更加清晰,提高了行星齿轮箱早期故障的表征能力与诊断精度。     

基于GLCT和FPO的时变工况行星齿轮箱故障特征提取

时变转速下行星齿轮箱故障诊断存在两个问题,一是由于空间和经济条件的限制,转速传感器无法安装就无法获得设备的实时转速,二是常用的短时傅里叶变换方法时频分辨率低,难以提取到反映设备健康状态的有价值特征信息。为了克服这两个问题,提出基于广义线性调频小波变换（General Linear Chirplet Transform,GLCT）与快速路径最优（Fast Path Optimization, FPO）的无转速阶次分析故障特征提取方法。首先,使用GLCT对振动信号进行时频表征,从而提高时频分辨率,能够清晰地反映齿轮箱的时变运行状态;然后,利用FPO算法从GLCT时频表示中精确提取转频趋势线,进而采用转频曲线对原始振动信号等角度重采样将其映射到平稳的角域中;最后,从角域信号的包络阶次谱中准确地提取行星齿轮箱故障特征信息。数值仿真和应用实例的分析结果表明该方法具有较高的时频分辨率和噪声鲁棒性,能够在无转速计的情况下有效地实现时变转速行星齿轮箱齿轮故障诊断。