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船舶动力设备状态监测与故障诊断技术研究

于学宽  
【摘要】:船舶动力设备是船舶航行的动力源,其健康稳定运行是保证船舶航运安全的关键,一旦发生故障,将可能导致整个船舶瘫痪,造成巨大经济损失,甚至危及人身安全。监测诊断技术在船舶动力设备中的应用能够掌握其运行状态,发现故障征兆,有利于及时地指导工程技术人员采取积极有效的维护措施排除故障隐患,以避免突发故障和安全事故的发生。因此,船舶动力设备故障诊断方法的研究和综合监测诊断技术的分析与应用具有重要的理论意义和工程应用价值,受到国内外船舶行业人士的广泛关注。 本文以船舶柴油机、齿轮箱、泵和空压机等船舶动力设备为研究对象,结合热力参数、瞬时转速和振动法等不同监测诊断方法的特征与应用条件,开发一套适用于工程应用的实时在线船舶动力设备综合监测故障诊断系统,并对部分设备进行试验验证,以优化故障诊断算法。论文的主要工作如下: 1、采用基于热力参数、瞬时转速与振动的综合监测诊断方法和振动监测诊断方法,分别对柴油机及其它动力设备开展在线监测诊断方法的研究;以不同型号柴油机、CZ60/30空压机和ZF2550齿轮箱为试验对象,测取动力设备信号特征,部分设备通过故障模拟试验、数据分析处理,提取故障敏感特征参数,验证监测诊断方法的正确性,为监测诊断判据提供试验依据。 2、构建船舶动力设备监测诊断系统框架,通过Lab VIEW和Visual C++混合编程,开发适用于工程应用的实时在线船舶动力设备综合监测故障诊断系统。为保障诊断算法的通用性和系统的灵活性,诊断算法代码在Visual C++环境下编写,生成.dll动态链接库;监测诊断系统中数据采集、信号分析处理、数据库管理等相关程序代码在虚拟仪器平台LabVIEW环境下开发。 3、借助齿轮箱故障试验数据,通过对其正常、故障态信号特征对比分析,验证齿轮箱模块故障监测诊断算法的适用性。 论文结合不同监测诊断方法的特点,开发的船舶动力设备监测诊断系统具有信号采集、信号分析、特征参数提取、报表生成等功能,可实现多种船舶动力设备的状态监测和故障诊断,可以应用于工程实践。


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