钻机传动机组轴承在线监测及故障诊断系统的研发

摘要

本文阐述了钻机传动机组滚动轴承在线监测及故障诊断技术的发展现状，研究了传动机组滚动轴承损伤机理、损伤模式、损伤特点等内容，分析了损伤程度与相关振动量之间的有机关系，以及对本课题中所涉及到的重要的理论知识和所设计的钻机传动机组轴承在线监测与故障诊断系统硬件部分进行了相应的介绍，然后对系统所用到的传感器、电荷放大器、A/D数据采集器的选取进行了说明；最后编写了钻机传动机组故障在线监测程序，实现对设备状态的实时监测和对设备故障的智能判断，从软件部分的角度实现了对轴承在线监测诊断系统的开发。通过对神经网络技术诊断轴承故障方法的研究以及滚动轴承振动实验，验证了利用神经网络诊断轴承故障的可行性。 本监测诊断系统可以对传动机组轴承振动和温度进行多点在线监测，同时可实时监测润滑油压力，且各监测数据可以直接显示在主界面上。监测工作站提供了丰富的图谱分析功能，包括棒图、趋势图、振动波形和频谱图等，且能列出报警点的准确部位，这给维修带来极大的方便。数据采集技术手段先进、可靠。现场设备(包括传感器及现场信号采集器)能满足井场各区域防爆、防水、防尘等要求，可用于环境比较恶劣的场合。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1课题意义

1.2国际国内故障诊断技术的研究现状及发展趋势

1.2.1国际发展研究现状

1.2.2国内发展研究现状

1.3轴承故障诊断技术综述

1.3.1轴承故障诊断常用方法

1.3.2轴承故障诊断技术应用

1.4课题来源及目的

1.5课题研究的主要内容

第2章钻机传动机组轴承的故障机理及振动特征

2.1钻机传动机组结构

2.2钻机传动机组轴承故障及振动剖析

2.2.1轴承损伤模式及外在表现形式

2.2.2轴承故障类型及振动机理

2.2.3轴承的固有振动

2.2.4轴承的故障振动及频率特征

2.3轴承振动的判别方法

2.3.1振动总值法

2.3.2频率分析法

2.3.3振动脉冲测量法

2.4轴承振动的统计特征参数

2.5本章小结

第3章在线监测诊断系统的总体设计及硬件实现

3.1系统设计要求

3.2系统总体设计

3.2.1监测点的选择与布置

3.2.2系统总体布局

3.2.3系统设计特点

3.3系统硬件设计与实现

3.3.1传感器的选择

3.3.2电荷放大器

3.3.3 A/D数据采集器

3.3.4工控主机

3.4振动测量系统标定及换算系数的确定

3.4.1振动测量系统指标

3.4.2振动测量系统标定

3.4.3振动换算系数

3.5本章小结

第4章在线监测诊断系统软件设计

4.1系统软件简介

4.1.1运行环境及开发语言

4.1.2软件特点

4.1.3软件主界面

4.2系统软件功能

4.2.1设置功能

4.2.2监测功能

4.2.3数据存储功能

4.2.4数据分析功能

4.2.5专家库及智能分析系统

4.3本章小结

第5章基于BP神经网络和振动测量的轴承故障诊断实验

5.1神经网络概述

5.2基于BP网络的轴承故障诊断

5.2.1网络结构与状态编码

5.2.2网络训练

5.2.3模式识别

5.3诊断实验

5.3.1实验数据及分析

5.3.2实验结论

5.4本章小结

第6章总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

硕士期间发表的论文