关键词： 风电机组   齿轮箱   改进狮群优化   聚类算法   故障预警  

摘要： 齿轮箱健康状态直接影响风电机组的发电量,为了在工程实际中尽早实现齿轮箱故障状态的预警,提出一种基于改进狮群优化的K-means聚类算法。将监督机制及考虑非线性权重的正余弦优化算法引入狮群算法实现算法改进,通过改进狮群优化算法对狮王位置的迭代,选择最优解作为K-means算法聚类中心,以解决传统聚类算法对初始聚类中心依赖性强的问题。选择UCI数据对算法进行对比验证,结果表明,基于改进狮群优化的K-means聚类算法的分类准确度和稳定性有较好的提升。将该算法应用于某风电场内4台同一型号机组齿轮箱振动加速度有效值的对比测试,发现该算法的分类中心分布与齿轮箱实际运行状态相吻合,且与标准规定的齿轮箱不同状态所对应的振动能量分布相一致,证明该算法可实现风电机组齿轮箱早期故障预警。

关键词： 齿轮箱   状态监测   无线传感   全双工通信  

摘要： 针对齿轮箱智能运维技术中面临的旋转元件动态运行状态难以直接实时测量的难题,构建了一种基于无线携能通信(simultaneous wireless power and information transfer, SWPIT)的旋转元件状态传感系统。设计了系统电路拓扑结构,通过理论计算分析了齿轮箱内部金属元件对传感系统电路参数的影响规律,并使用有限元方法探究了金属齿轮对传感系统中线圈参数的影响,获得了各线圈在系统中的最佳安装位置;此外,设计了传感系统的电能传输、全双工通信电路的实现方案,并开展了齿轮箱内部元件状态采集实验。本系统为旋转设备内部元件运行状态的监测奠定了技术基础。

关键词： 行星齿轮传动系统   齿轮修形   动态啮合力   动态传动误差  

摘要： 基于对行星齿轮传动系统高传动效率和低噪音等要求,以行星齿轮传动系统为研究对象,采用集中参数法建立了考虑偏心误差和安装误差的斜齿行星齿轮传动系统的弯⁃扭⁃轴耦合动力学模型,利用四阶Runge⁃Kutta法求解动力学方程得到行星齿轮的动态啮合力、动态传动误差和动载系数等动态特性,并以此为评价指标展开行星齿轮的修形研究。建立了齿廓修形后的齿面方程和考虑齿面修形的动力学方程,研究不同修形量的行星齿轮传动系统动态特性变化。研究结果表明,随着修形量的增大,行星齿轮的动态啮合力、动态传动误差和动载系数都有不同程度的降低,降到最低值后又开始增大,最终确定齿轮的合理修形量。经过整机性能测试发现合理修形下的行星减速器振动噪声降低、传动性能提升,为行星齿轮传动系统的减振降噪、传动效率提升设计提供了理论支撑。

关键词： 高压   聚晶立方氮化硼   界面结合   切削   齿轮件  

摘要： 在高温高压条件下,以CBN/Ti/Al为原料合成了PCBN(聚晶立方氮化硼)超硬刀具材料,研究了合成压力对PCBN复合材料抗弯强度、耐磨性及界面组织形貌的影响。测试结果显示,随着合成压力的提高,PCBN复合材料的抗弯强度和耐磨性均有一定程度的提升。采扫描电镜对硬质合金基体与CBN的结合界面进行了测试分析。测试结果表明:提高合成压力可以提高PCBN材料的界面结合强度,将二者牢固地结合在一起,减少分层、裂纹的发生,提高合成产品的成品率。同时,在实验压力范围内(5.5~7 GPa),PCBN的平整性较好,CBN厚度差较小,产品在切割中的利用率较高。在7 GPa下合成的刀具材料性能与住友BN700在加工齿轮件上,切削性能比较接近,有很好的市场前景。

关键词： 故障诊断   行星齿轮系统   齿面点蚀   动力学特性   边带能量因子   损伤评估  

摘要： 齿面点蚀是一种典型的行星齿轮系统故障。为识别点蚀状态,本文开展动力学特性研究并提出了一种新型的评估指标。首先,虑及过渡曲线和齿间结构耦合效应,利用改进Weber法建立了精确的含点蚀故障齿轮副啮合刚度模型,并研究了故障程度对啮合刚度的影响规律。然后,综合考虑时变啮合刚度、静态传动误差、齿侧间隙和时变振动传递路径等多种因素构建了行星齿轮系统平移-扭转动力学模型,揭示了点蚀程度对系统动态特性的影响规律,并基于振动信号频谱特点提出了边带能量因子(Sideband Energy Factor,SEF)用于损伤评估。最后,利用实验验证了仿真模型的正确性及所提指标的有效性。

关键词： 时变啮合刚度   变位齿轮   啮合动态特性   齿轮传动  

摘要： 为研究齿廓变位的直齿轮传动系统啮合特性,建立了变位直齿圆柱齿轮传动分析模型。该模型考虑了赫兹接触刚度、弯曲刚度、剪切刚度、轴压刚度和圆角基础刚度,给出了两种不同的齿廓变位的几何设计。在此基础上采用数值模拟方法研究了齿廓变位对时变啮合刚度(TVMS)和动态特性的影响。对于单个齿廓变位,正变位虽然增加了齿轮的厚度,但降低了齿轮的轮齿刚度以及齿轮副的接触比,从而加剧齿轮系统的振动。相反,负变位可以提高齿轮的轮齿刚度,增加齿轮的接触比,使得齿轮系统的传动更平稳。对于复合变位,负复合变位的S齿轮传动会导致TVMS升高,并显著降低振动,而s_(0)齿轮变位对时变啮合刚度(TVMS)影响较小,但对动态特性影响较大。

关键词： 离子渗氮   34CrNiMo6钢   小模数齿轮   渗氮均匀性  

摘要： 探讨了炉压对小模数齿轮离子渗氮齿根层深均匀性的影响。结果表明:低炉压时,齿根渗氮层较浅,不能形成连续的渗氮白亮层,采用饱和硫酸铜溶液侵蚀会出现铜色沉积。随着炉压提高,齿根渗氮层深提高,表面渗氮白亮层连续,当炉压提高到680Pa时,齿根渗氮层深达到节圆层深的87%,渗氮层均匀。

关键词： 高速棒材   轧机   齿轮箱   轴承  

摘要： 研究高速棒材轧机齿轮箱轴承游隙精密调整技术,及其在高速棒材行业领域的应用。通过对双联滚子轴承游隙调整原理、理论计算方法、轴承游隙选择与使用寿命的分析,开发并利用辅助工具实现双联滚子轴承游隙精密调整。高速棒材轧机齿轮箱轴承精密调整技术在现场应用后,双联圆锥滚子轴承的游隙得到精密调整控制,轧机齿轮箱装配精度大幅提升,轴承使用寿命大大延长。轴承精密调整技术的研究应用对轧机齿轮箱平稳安全运行意义重大,有效控制轴承损坏事故,减少设备事故停机维护时间和经济损失。

关键词： 齿轴   疲劳断裂   Al_(2)O_(3)夹渣   交变应力   硬度梯度  

摘要： 针对船用齿轮箱中齿轴断齿事故,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜和能谱分析、硬度测试和金相检验等方法分析了断齿原因。结果表明:中齿轴齿部次表面存在Al_(2)O_(3)夹渣,且齿轮在工作时存在交变应力,使齿轮萌生微裂纹,微裂纹进一步疲劳扩展,最终导致齿轮断裂。

关键词： 齿轮箱   油路   轴承   仿真   温度  

摘要： 通过对某型和谐号动车组齿轮箱轴承故障原因及结构机理分析,针对特定工况下齿轮箱轴承润滑不良问题制定了齿轮箱结构优化方案,从而提升齿轮箱的受油量,降低轴承干磨的概率。同时该方案通过了台架试验、模拟仿真、型式试验等一系列的试验验证,证明在保证原有结构可靠性基础上,对于改善轴承润滑不良的问题效果明显,现方案已经进入批量改造实施阶段,改造完成后动车组经跟踪应用效果良好。