往复式机械在线监测与故障诊断方法研究

【摘要】：往复式机械是机械设备的重要组成部分,它是由电动机带动曲柄,曲柄带动连杆,变电动机的回转运动为往复运动,连杆的运动又推动活塞做往复运动。对于往复式机械,其工作过程是一个非平稳的冲击振动过程;与旋转机械的平稳振动过程有较大的区别。但在故障诊断方法上,国内外研制开发的往复式机械状态监测系统,大多是在已有的旋转机械监测系统的基础上,附加上往复式机械的一些监测参数组合而成。设计思想与旋转机械监测系统完全一样,仍采用振动诊断法。 往复式机械发生故障的重要特征是机器伴有异常的振动和噪声,其振动信号从幅值域、频率域和时间域实时地反映了机器故障信息。振动诊断技术正是利用正常机器或结构的动态特性(如固有频率、振型、传递函数等)与异常机器或结构的动态特性的不同,来判断机器或结构是否存在故障的技术。 本论文对往复式机械故障诊断技术的理论和实现方法做了深入的研究,并对往复式机械故障特征进行了一定的研究,建立了往复式机械的基本故障知识库。所做课题为太原钢铁公司尖山铁矿厂大型隔膜泵振动在线监测及故障诊断系统的开发。主要采用了虚拟仪器技术,即由硬件模块实现信号的采集、放大及A/D转换,由软件实现信号的滤波、分析,通过VC++编程实现波形显示、诊断结果等的显示。其中信号的滤波和分析是在具有较强计算、分析功能的Matlab中实现的,采用Matlab COM组件的方式实现在VC++程序中的调用。 应用本论文的理论和方法研制的隔膜泵在线监测与故障诊断装置,已在尖山矿投入使用。系统运行稳定,证明该方法可用于往复式机械故障诊断中。