Совершенствование вибродиагностики подшипников качения тяговых электрических машин

• Автор: Дороничев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ИСТОЧНИКИ ВИБРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
1.1 Электромагнитные источники вибрации
1.2 Источники вибрации машин механического характера
1.3 Вибрация подшипников качения
1.4 Длительность силового импульса
1.5 Образование виброакустического поля электрической машины
1.6 Анализ методов измерения виброакустических сигналов
1.6.1 Метод ПИК-фактора в диагностике подшипников качения тяговых электродвигателей (ТЭД)
1.6.2 Метод прямого спектра в диагностике подшипников качения ТЭД
1.6.3 Метод спектра огибающей в диагностике подшипников качения ТЭД
1.6.4 Метод ударных импульсов в диагностике подшипников качения ТЭД
Выводы по главе
2 ПОДХОД К ОБРАБОТКЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СИГНАЛОВ МЕТОДОМ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
2.1 Локализация особенностей нестационарных сигналов и основные направления разработки метода поиска аномалий
2.2 Предпосылки создания метода обработки нестационарных сигналов на базе вейвлет-преобразования
2.3 Время-частотный анализ нестационарных сигналов и его декомпозиция по всплескам
2.4 Методика анализа формы нестационарных сигналов и его

обоснование
2.5 Переход от спектрального анализа сигнала к вейвлет-преобразованию
2.6 Вейвлетообразующие функции
2.7 Многомасштабный анализ и вейвлеты Добеши
2.8 Быстрое вейвлет-преобразование
2.9 Основание к использованию метода на базе вейвлетов для целей вибродиагностики
Выводы по главе
3 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ ТЭД
3.1 Моделирование вибросигнала подшипника качения ТЭД с анализом в трехмерном пространстве спектров и формограмм
3.2 Декомпозиция моделированных вибросигналов подшипников качения ТЭД алгоритмом Малла с применением вейвлетообразующих функций Добеши
Выводы по главе
4 ПОЛУЧЕНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ПО ВИБРАЦИИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ ТЭД И РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ВИБРОДИАГНОСТИКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЙ
4.1 Регистрация вибродиагностических сигналов в цеху диагностики локомотивных депо
4.2 Структура программного комплекса диагностики подшипников качения ТЭД
4.3 Порядок проведения вибродиагностики подшипников
качения
4.4 Анализ результатов опытно-промышленной проверки исследований состояний подшипников качения ТЭД и систематизация базы данных
4.5 Проверка сходимости и адекватности разработанной имитационной модели вибросигнала реальному процессу с использованием базы данных вибросигналов
4.6 Экономическое обоснование эффективности разработанного программного комплекса, повышающего качество анализа параметров вибрации подшипников качения тяговых электрических машин в процессе эксплуатации с применением вейвлет-преобразования
4.6.1 Расчет капитальных вложений на внедрение программного комплекса для оценки неисправностей тяговых электрических двигателей на основе вейвлет-преобразования
4.6.2 Расчет годовой экономии денежных средств при применении программного комплекса для оценки состояния
ПК ТЭД на основе вейвлет-преобразования
4.6.3 Расчет показателей эффективности от применения программного комплекса для оценки состояния ПК ТЭД на основе вейвлет-преобразования
Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАБОТЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
значительной дисперсией периода повторения и амплитуды. Вращение реального подшипника качения проявляется как низкочастотные колебания и как повторяющиеся ударные вибрации, слабо коррелированные по периоду повторения и амплитуде. Тогда закон распределения вибросигналов можно выразить как
Р(Х) = f.Pt(x(129)

где Р(х)~ закон распределения вибросигнала;
Pj (х) - законы распределения потоков силовых импульсов;
Pj(x) - законы распределения вибраций, влияющих
параметрически.
Согласно доказанной некоррелированности процессов образования силовых воздействий и центральной предельной теоремы Муавра-Лапласа [8] следует ожидать, что закон распределения функции Р(х) близок к нормальному закону распределения и имеет вид:
W ' ]Д&. <1-30>

Таким образом, задачу обнаружения сигнала о разрушении подшипника следует рассматривать как задачу выделения сигналов импульсной последовательности (дельта функция) на фоне существенных помех, образующихся при перераспределении нагрузки в деталях подшипника и работы самой электрической машины. При исправном состоянии рабочих поверхностей подшипника вероятность появления значительных ударных взаимодействий не равна нулю, но период их повторения и их величину невозможно предсказать заранее.