退火窑主传动系统是一个集多啮合点、多级传动等特征于一体的非线性机电耦合传动系统,其工作环境温度较高,工作持续时间长,是保障玻璃产线平稳运行的重要部件。玻璃生产属于典型的连续性生产,一旦退火窑主传动系统出现故障将对玻璃品质造成重大影响,甚至导致整条生产线停产,从而造成巨大的经济损失。因此,对退火窑主传动系统进行故障预测,对可能出现的故障做出合理、有效的评判是十分重要的,但目前专门针对退火窑主传动系统进行的故障预测相关研究不足。本文将以退火窑主传动系统为研究对象,建立了退火窑主传动系统机-电耦合动力学模型,以及轴承外圈故障模型和轮齿折齿故障,并分析这两类故障对退火窑主传动系统动态特性及其电特性的影响,提取相对应的故障特征,设置故障阈值并将其应用于退火窑主传动故障诊断系统,从而实现对退火窑主传动系统故障预测。(1)针对退火窑主传动系统多啮合点、多级传动的结构特点以及各构件间运动耦合关系和机械系统与电机系统间的机-电耦合关系,综合考虑齿轮时变啮合刚度和轴承时变刚度等非线性因素,建立了包含驱动电机、齿轮传动系统及系统负载在内的退火窑主传动系统机-电耦合动力学模型。(2)建立轮齿折齿故障激励模型和轴承外圈故障激励模型,研究退火窑主传动系统在不同故障条件下的故障特征特性,分析在正常状态下与轮齿折齿故障和轴承外圈故障下系统的响应信号,在主要构件pp1、pp2和pj1的振动信号(位移、速度和加速度)和定子电流信号等方面进行对比,分析各故障条件下时域和频域特性中的特征,为后续预测应用提供理论支持。(3)计算时域参数并设置轮齿折齿故障模型和轴承外圈故障模型预测阈值,并将其应用于基于LabView设计的退火窑主传动故障诊断系统,实现对主传动系统故障预测。由故障系统提取的特征频率与机-电耦合模型所计算的特征值均在合理误差范围内,也间接验证所建模型的可靠性和正确性,该研究结果也为进一步开展退火窑主传动系统健康状态监测与故障预测奠定理论基础。