回转窑是水泥生产的核心设备,它是否能正常运转对企业的经济效益有巨大的影响。窑长期在高温、重载的恶劣工况下运转,筒体会产生弯曲现象,导致相关设备损坏甚至停窑的重大经济损失。目前国内缺乏回转窑筒体弯曲故障在线检测与监测技术,本文通过分析窑弯曲故障产生的原因,及其与托轮振动的相互关系,提出基于双树复小波变换的筒体弯曲检测与故障诊断方法,并进行理论分析与实验验证。本文主要研究内容有:(1)开展托轮与筒体轮带之间的静力学和动力学分析,初步建立托轮的动力学模型。利用Matlab对动力学方程进行了数值求解,绘制出了筒体和托轮不同状态下的托轮挠度响应曲线。通过对挠度响应曲线的频谱分析,获取频率响应结果,为筒体弯曲故障诊断研究提供了理论依据。同时该仿真结果与托轮挠度变化的实测数据的分析结果相互印证。(2)引入双树复小波变换作为故障特征提取方法。它对一维信号的处理,具有较强的抗频带混叠能力和近似平移不变性,前者有益于多重谐波信号的成分的分离,后者有利于提取周期性的冲击特征。本文利用多谐波仿真信号和连续冲击平移信号对它的抗频带混叠能力和近似平移不变性进行了验证,使用该方法对托轮挠度信号实测数据进行处理,取得明显的特征提取效果,实现故障特征频带的提取和重构,减少高频噪声和随机振动的干扰,为后续的特征频率频谱分析做好准备。(3)通过对回转窑各个托轮的挠度变化数据进行采集和分析处理,提取回转窑故障的特征敏感信息,分离出筒体转频(FK)、托轮转频(Fr)、以及它们的倍频成分。这些特征频率成分直接反映轮带与托轮之间接触载荷的周期性变化,其幅值大小反映筒体弯曲程度、托轮受力状况不平衡程度等关键性参数,是判断筒体弯曲故障的重要指标。(4)设计“筒体弯曲在线监测与识别系统”实验装置,它具有多路数据同时采集、数据实时处理、弯曲故障预警及筒体弯曲趋势记录等功能。