关键词： 风电机组   齿轮箱主轴承   特征组合   反向传播神经网络   异常判断  

摘要： 风电机组齿轮箱主轴承在高速旋转和重负载工况下工作,其温度异常可能导致轴承的过热或磨损加剧,进而影响设备寿命。本文针对现有预测方法未充分考虑模型输入特征所在设备测点状态的问题,提出一种多特征组合集成的风电机组齿轮箱主轴承温度异常预测方法,抑制输入特征异常对主轴承状态判断的影响,降低模型误报率。首先对数据采集与监视控制系统(SCADA)历史健康数据预处理,根据Spearman相关性选择两组与齿轮箱主轴承相关的测点作为特征组合,然后通过训练、验证和测试建立2个反向传播神经网络(BP)模型用于评估主轴承温度,提取各模型对应的温度残差阈值和平均滑动窗口步长用于实时数据分析,最后通过2个模型的温度残差综合判断主轴承状态是否异常。利用某海上风电场工程实例数据验证模型性能,结果表明主轴承温升故障时,所提方法相对传统SCADA温度报警阈值,提前51.5小时判断主轴承温度异常;发电机绕组温升故障时,准确提示存在异常的特征组合,避免主轴承温度异常误报。The main bearing of a wind turbine gearbox operates under high-speed rotation and heavy load conditions, and its temperature abnormality may lead to overheating or increased wear of the bearing, which in turn affects the equipment life. Aiming at the problem that the existing prediction methods do not fully consider the state of the equipment measurement points where the input features of the model are located, this paper proposes a multi-feature combination and integration method for predicting the temperature abnormality of the main bearing of wind turbine gearboxes, to inhibit the influence of the input feature abnormality on the judgment of the state of the main bearing, and to reduce the false alarm rate of the model. Firstly, preprocess historical health data from the Data Acquisition and Supervisory Control System (SCADA), select two sets of measurement points related to the main bearing of the gearbox as feature combinations based on Spearman’s correlation, then establish two Back-Propagation Neural Network (BP) models through training, validation, and testing for evaluating the main bearing temperature, extract temperature residual thresholds and average sliding window step sizes from each model for real-time data analysis, and finally, comprehensively assess the main bearing status for anomalies based on the temperature residuals from the two models. The corresponding temperature residual thresholds and average sliding window steps of each model are extracted for real-time data analysis, and finally the temperature residuals of the two models

关键词： 对角修形   大平面砂轮   磨削   承载传动误差   齿面偏差  

摘要： 为了减小作为振动激励的承载传动误差波动量,本文提出斜齿轮对角修形优化设计及大平面砂轮的磨削原理。由渐开线齿面方程和对角修形定义,分别计算齿根和齿顶的修形起始线;根据修形曲线的阶次和最大修形量,确定对角修形曲面,再与标准螺旋面在法向方向上进行叠加,获得修形齿面。借助齿面接触分析(Tooth contact analysis, TCA)和齿面承载接触分析(Loaded tooth contact analysis, LTCA)方法,以承载传动误差波动量最小为目标函数,采用遗传算法优化获得相应的对角修形参数。计算大平面砂轮的最小直径,基于假想产形斜齿条概念,推导大平面砂轮磨削对角修形的齿面方程。算例分析结果表明:通过修形优化后,不同修形曲线的阶次均可降低承载传动误差波动量,阶次越高,效果越明显,最高达82.58%;大平面砂轮磨削时会产生齿面偏差,但偏差均控制在2μm以内,达到较高的齿面精度,且该方法易于数控编程实现。

关键词： 内花键   齿面磨损   强度分析   冲击   疲劳寿命  

摘要： 左输入齿轮内花键作为航空发动机传动系统的重要零部件之一,其齿面磨损对花键传动系统的动力性、稳定性及使用寿命等具有较大的影响。在对左输入齿轮内花键齿面不同磨损量下的强度及疲劳寿命进行分析的基础上,分析了动态冲击工况下内花键齿面磨损对齿轮冲击性能的影响。结果表明:不同磨损量下等效应力最大值均出现在内花键齿根处;标准载荷工况下,内花键齿面磨损对齿轮寿命影响较小,但当齿轮过载时发生疲劳破坏概率较大;冲击工况下,齿轮的最大冲击应力随着齿面磨损量的增大而增大,当磨损量为0.2 mm时,内花键齿顶处的最大冲击应力超过评价阈值,齿轮发生损坏的概率较大。研究对齿轮内花键齿面磨损以及传动系统的设计与维护提供了理论依据和实践指导。

关键词： 离心式压缩机   齿轮断裂   原因分析   预防措施   齿面疲劳   润滑条件  

摘要： 在现代化工业生产中,离心式压缩机作为关键的核心设备,广泛应用于石油、化工、冶金、电力等多个领域,承担着气体压缩和输送的重要任务。其稳定、高效的运行对于保障生产流程的顺畅、提高产品质量以及降低能耗成本具有至关重要的作用。然而,在实际运行过程中,离心式压缩机常常面临各种故障和挑战,其中齿轮断裂作为一种较为严重的故障形式,不仅直接影响了压缩机的性能和寿命,还可能引发连锁反应,导致整个生产系统的瘫痪,给企业带来巨大的经济损失和安全隐患。本文将从齿轮的材料、设计、制造、装配、运行维护等多个方面出发,系统探讨齿轮断裂的成因,并结合实际案例和理论研究,提出一系列切实可行的预防措施。

关键词： 截割部   啮合力   牵引速度   波动值  

摘要： 惰轮组和输出扭矩轴上的齿轮相啮合,实现采煤机传动系统转矩的传递。选用惰轮为研究对象分析其啮合力和牵引速度的关系,在SolidWorks环境中使用Toolbox进行惰轮建模,根据摇臂上滚筒的负载扭矩数据计算齿轮啮合力,以此进行仿真分析牵引速度分别为1.5m/min、3m/min、5m/min时的啮合力变化情况,得出随着牵引速度的增加直接导致啮合力的增大,同时波动幅度增大,但始终维持在一个稳定的基值左右,齿轮啮合力变化受周期载荷与交变载荷共同作用的影响。

关键词： 齿轮故障   振动信号   卷积神经网络   煤矿设备  

摘要： 针对煤矿机械传动齿轮故障诊断的实际需求,文章对齿轮常见故障类型及其机械性能的影响进行了分析。该方法采用短时傅里叶变换对振动信号的时频特征进行了提取,再利用一维卷积神经网络对齿轮的正常工况与故障工况进行了分类研究。实验通过采集振动信号数据对提出的方法在准确率、精确率、召回率及F1值等指标上的性能进行了测试与分析。实验结果表明,该方法在分类精度和抗噪性能方面达到了预期效果,能够有效解决传统方法对复杂工况适应性不足的问题,为煤矿机械齿轮故障诊断提供了高效可靠的技术支持。

关键词： 甘薯苗移栽机   移栽机构   椭圆齿轮行星轮系   运动学分析   移栽试验  

摘要： 针对国内甘薯移栽机在移栽过程中难以兼顾水平和小穴口移栽农艺要求以及运动平稳性差等问题,在研究甘薯水平和小穴口移栽农艺要求的基础上,设计并制备一种椭圆齿轮行星轮系甘薯移栽机构。根据运动传递关系对移栽机构进行运动学分析,并构建椭圆齿轮行星轮系甘薯移栽机构的运动学模型。应用人机交互方法对移栽机构结构参数进行分析和优化,并通过移栽机构虚拟样机进行仿真分析。研制甘薯移栽机构样机,进行移栽性能测试试验。结果表明:当作业转速为45.00 r/min时,该移栽机构可实现甘薯苗的水平栽植作业,栽植深度为50.10 mm,水平入土长度为121.30 mm,破土穴口宽度为40.30 mm,满足甘薯水平和小穴口移栽农艺要求;机构测试轨迹显示该机构运行平稳,表明该机构在机械化甘薯移栽作业中具有可行性。该研究可为甘薯移栽机移栽机构的研发提供一定的理论和试验依据。

关键词： 斜齿轮   有限长线接触   弹流润滑   粗糙度   无量纲参数  

摘要： 针对航空发动机某型高速斜齿轮,基于有限长线接触热弹流润滑模型,考虑斜齿轮表面粗糙度的影响对啮合位置开展了润滑特性研究。获得了粗糙度波长、幅值、无量纲参数(材料参数G、速度参数U、载荷参数W)对斜齿轮润滑特性的影响规律。引入油膜特征参数(压力、膜厚、温升)波动标准差,量化了不同输入参数对润滑油膜稳定性的影响程度。结果表明,齿轮表面的粗糙度显著影响润滑油膜的稳定性,当齿面粗糙度与油膜厚度处于同一量级时,油膜特征参数相较于光滑解的波动幅度达到50%,导致接触区局部油膜厚度显著低于中心区域,增加了干摩擦的风险。粗糙度幅值的增加与波长的减少会加剧油膜特征参数的波动,齿轮卷吸速度方向的粗糙度分布情况对润滑油流动的影响更为显著。随着G的增加,油膜压力与温升的波动更为剧烈,而参数U的增加会在一定程度上抑制粗糙度带来的压力波动,W的增加则放大了粗糙度的影响。通过减小齿轮表面粗糙度峰值,避免粗糙度尖峰的密集分布,可以有效改善斜齿轮的润滑状态。

关键词： 多目标拓扑优化   齿轮箱   折衷规划法   组合赋权法  

摘要： 针对齿轮箱振动噪声问题,采用多目标拓扑优化,优化箱体结构。首先,提出使用博弈论综合层次分析和灰色关联,即组合赋权法分配子目标最优权重值,同时对比3种赋权法优化结果的迭代曲线,验证组合赋权法的优越性。然后,使用折衷规划法归一化子目标得到综合目标函数。最后,根据拓扑优化结果、应力位移云图和模态振型改进箱体结构,改进后箱体相较于原箱体:箱体质量减轻11.2%,箱体最大应力下降39.6%,位移下降5.1%,节点位移幅值响应下降82.8%,前4阶频率均有所上升。所提权重分配方法改善了子目标权重值分配可信度不高、忽略主观判断等缺点;实现了箱体的轻量化;箱体结构改进后静动态性能大幅提升。

关键词： 面齿轮   圆柱内齿轮磨齿机   磨削加工   碟形砂轮   误差分析  

摘要： 提出在通用圆柱内齿轮磨齿机上磨削面齿轮的加工方法。根据机床结构,建立了碟形砂轮磨削加工面齿轮数学模型,推导了含机床参数误差的面齿轮齿面方程,分析了机床参数误差对齿面拓扑偏差的影响规律。在圆柱内齿轮磨齿机上完成了面齿轮磨削试验,并在Gleason齿轮检测中心检测,齿面偏差最大值为-24.6μm,验证了所提出加工方法的可行性和调整机床参数方法的正确性。采用通用圆柱内齿轮磨齿机磨削面齿轮无需专用的面齿轮加工机床,对于面齿轮的推广及降低制造成本都具有重要意义。