基于dsp和cpld的便携式旋转机械振动监测仪的研制（可复制）.pdf

摘要大型旋转机械是化工、冶金、矿山等企业生产过程的关键设备,其运行状态直接影响企业的生产,对其运行状态在线或定时故障监测愈来愈受到重视。而许多机械故障都可通过异常的机械振动反映出来,通常采用机械振动信号作为机械设备运行状态监测和诊断的重要信息。由此,开发可靠性高、功能强大的便携式振动信号监测仪意义重大。本论文研究的系统采用基于虲岷系姆桨秆兄票阈秸穸藕偶测仪,以实现对多种不同特性的旋转机械进行故障监测与诊断。论文首先对系统设计的总体方案进行论证,包括系统的功能以及预期达到的技术指标,在此基础上进行总体方案的设计。其次,对系统的总体硬件结构进行设计。系统的硬件电路包括两个部分:信号预处理电路和藕糯淼缏贰P藕旁ご淼缏凡捎昧艘种程控可调的电路设计,通过来控制电路参数,实现系统的调控,并采用锁相环设计方案实现整周期采样。藕糯聿糠忠为中心进行存储器、、疍等一些外围电路的扩展设计。整个系统以灵活性和通用性为设计理念。然后,对振动监测中的信号分析方法进行探讨。对傅立叶变换和小波变换在信号处理中的应用进行了研究。对整个仪器的软件进行了前期的设计,包括振动信号预处理电路的逻辑设计,硐低车某跏蓟设计以及傅立叶变换在械氖迪值取最后,对整个系统进行静态测试,在实验室现有设备的情况下对振动加速度信号进行采集并进行了时频分析的仿真研究。由于目前还只完成该系统的前期设计,论文作者对该系统需要完善的地方进行了说明,也提出了对后续工作的展望。关键词振动监测,信号预处理,傅里叶变换,珻
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第一章绪论机械振动基本概念及常见故障振动监测诊断方法.;党<。从振动力学的观点看,振动有以下四类:自由振动。是一种理想的振动,系统只受初始激励产生的主振动,振动的特点由系统的固有特性决定,忽略了系统阻尼的影响,系统一次获得必须的能量输入。受迫振动。在持续的周期力激励下系统的振动,当设备有不平衡、不对中、不同心、过大间隙等故障时,往往会造成这种振动。自激振动。系统受到初始激励后,将持续作用的能源转换为周期作用的能源,来维持或发展系统的振动。参变振动。指系统的物理参数发生变化引起的振动。穸拿枋振动的三要素振幅、频率、相位三个物理量被称为振动的三要素,用它们可以唯一地描述振动。其中振幅可以使用位移振幅、速度振幅和加速度振幅三个物理量表示,它们之间由简单的微积分运算相互联系起来。振动检测中位移、速度和加速度参数的选择一般认为,对位移量较大的低频振动穸德试趌韵,选择位移为检测量。对于某些高速旋转机械的振动,旋转精度要求较高时,也用位移来衡量。经验表明在覆盖钠荡希俣炔饬客暾乇硎玖嘶髡穸难现爻度,可用速度来评价其振动强度。对宽频带测量、高频振动和存在冲击振动的场合都测量加速度,其测量的适用范围可达到陨稀5惫收媳冉厦飨允保拍在低频段反映出来,当齿轮、滚动轴承、轴瓦等出现剥落、磨损等缺陷时,往往首先在高频段出现故障信息,因此,通过检测加速度,可有效发现设备早期缺陷。检测实践中,往往对位移、速度和加速度进行联合测量。以前诊断故障往往采用手摸、耳听等感官方法来判断设备的状态特征。但因为人的感觉受多方面因素的影响,所以即使同一个人,感觉也可能出现偏差,且感官判断无法定量化,难以比较,因此在设备监测诊断中只作为辅助手段。现在出现了各种各样的设备诊断仪器,功能也越来越完善,用仪器对设备进行中南大学硕士学位论文
点检测试和故障诊断已经成为一种普及的方法,设备管理工作也由此从被动转为主V嵬淝U穸卣骼嗨贫黄胶夂筒欢灾校穸F滴V鳎不和判定参数法等。下面介绍振动值诊断法的应用。①绝对值判定法。绝对值判定法利用齿轮箱同悴獾玫恼穸担苯悠兰龆岢泄收霞蛞渍锒戏椒动,借助它们可以开展许多诊断工作。旋转机械设备常见故障及监测诊断方法有如下几种:W硬黄胶狻2黄胶庥卸嘀智榭觯辛Σ黄胶狻⑴疾黄胶夂投黄胶獾取欢灾小2欢灾幸灿卸嘀智榭觯衅叫胁欢灾小⒔嵌炔欢灾泻推叫杏虢嵌不对中等。产生转频振动,振动随转速增加很快,通常振幅稳定,轴向振动可能较大,两支承处相位相差取邓啥K啥瓤赡芤蚱渌收纤鹨部赡艿贾禄鞯钠渌收希械部件的磨损变形、不平衡、轴系的不对中等与松动相互影响。因松动引发的振动多为中低频振动,有时也可能在中高频段有特征表示,一般在以下,振动频率通常为转频或转频的分数谐波及高次谐波。常见部件松动时振动频率见表。表机械松动及特征萋止收霞蛞渍锒戏椒利用简易诊断仪器,可判断齿轮是否处于正常工作状态。主要有振动值诊断法该方法利用齿轮的振动强度判断齿轮是否处于正常工作状态。它又分为绝对值判定法和相对值判定法。齿轮状态。用这种方法必须建立齿轮箱绝对值判定标准,需要对所监测的齿轮箱进行长期监测和评价,才能建