往復式機械設備零部件磨損的動力學特性及故障機理研究.pdf

1、往復式機械在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用，如發(fā)動機、壓縮機、隔膜泵是動力、交通船舶、石化、冶金等重要部門的關鍵設備。此類機械的運行狀態(tài)直接影響到產(chǎn)品的質量和工廠的經(jīng)濟效益。因此針對往復式機械的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷研究已成為國內外診斷領域的熱點方向。但因為往復式機械有著結構復雜、激勵源多及運行不平穩(wěn)等特點，其故障診斷的實際應用仍未取得令人滿意的效果，有必要對往復式機械故障診斷進行深入的研究。
　　 本文以隔膜泵曲柄滑塊機構的零部件磨損為

2、例，對其曲柄與連桿大頭鉸接副、滑塊與連桿小頭鉸接副及其兩者同時出現(xiàn)磨損故障時，采用分離接觸模型分別建立了相應的動力學模型，求解得到了三種情況下的微分表達式，之后利用MATLAB中的龍格——庫塔法對動力學方程進行了數(shù)值求解，繪制了三種磨損情況在不同參數(shù)狀況下的動態(tài)響應曲線，并對動態(tài)響應曲線進行了分析。
　　 通過三種磨損狀況下的動力學方程可知，在磨損情況下，隔膜泵曲柄滑塊機構為強非線性振動系統(tǒng)。因此，本文在簡單介紹非線性振動理論和

3、混沌理論后，繪制了三種磨損在不同參數(shù)下的龐加萊截面（截面上是成片的密集點且有層次結構），分析得出曲柄滑塊機構零部件出現(xiàn)磨損故障時，滑塊的運動為混沌運動，在以上基礎上，結合非線性理論中的分形與分維理論，通過MATLAB編程得到三種磨損故障時的加速度關聯(lián)維教，發(fā)現(xiàn)相對應的關聯(lián)維數(shù)存在很大差異，因此，提出在往復式機械故障診斷中，可以采用關聯(lián)維數(shù)作為特征向量，通過計算其關聯(lián)維數(shù)來對機械故障類別進行判斷，從而進行往復機械的狀態(tài)識別和故障診斷。