关键词： BP神经网络   遗传算法   独立成分分析   复合故障诊断  

摘要： 针对齿轮箱复合故障分析问题,文中提出一种新型非线性盲源分离(Nonlinear Blind Source Separation,NBSS)算法。该算法先利用反向传播(Back Propagation,BP)神经网络逼近非线性混合模型的逆,并对经过BP神经网络处理后的信号进行独立成分分析(Independent Component Analysis,ICA);然后以独立成分分析后的信号的负熵作为适应度函数,采用遗传算法对BP神经网络的参数进行寻优;最后利用优化的BP神经网络参数,对观测到的混合信号进行分解,分离出纯净的振源信号。与采用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的核独立成分分析(Kernel ICA,KICA)相比,该方法提取的分离信号具有更高的精度,为齿轮箱复合故障诊断提供了关键技术与有效方法。

关键词： 齿轮箱   时域同步平均   齿轮运行残差   向量自回归模型   故障检测  

摘要： 针对复杂工况下齿轮箱的全寿命周期振动信号进行早期异常检测分析。首先,使用时域同步平均算法对原始数据进行预处理;其次,为了减小工况变化对信号的干扰,基于齿轮运行残差(GMR)信号去除基础啮合频率及其谐波信号,运用EVIEWS软件建立向量自回归(VAR)模型并计算残差;最后,通过计算残差的峭度、标准差和均方根等判断齿轮异常发生的时间点,并与基于时域同步平均的方法进行对比。结果表明,所提方法能够在第109号文件检测出齿轮箱发生早期故障,比现有方法提前20个文件发现异常,为齿轮箱的早期故障诊断和维修决策奠定了基础。

关键词： 数字孪生   齿轮试验台   状态监测  

摘要： 为了对齿轮试验台运行状态进行监测,及时有效地发现运行故障,保证设备稳定地运行,提出了一种基于数字孪生的齿轮试验台状态监测方法。通过建立齿轮试验台的数字孪生模型,实时仿真齿轮试验台在正常运行工况下的运行状态,实现对齿轮试验台设备状态监测、故障判断和运行状态的预测。经闭功率流齿轮试验台测试结果对比表明,齿轮试验台数字孪生体仿真结果与齿轮试验台测试结果基本一致,此技术可以还原正常运行工况下齿轮试验台的运行状况,从而实现对齿轮试验台的状态监测,为故障诊断、状态监测提供了一种新方法。

关键词： 双圆弧斜齿齿轮泵   流固耦合   应力应变   模态分析   等效应力  

摘要： 针对理论计算难以获得精确的双圆弧斜齿齿轮泵转子疲劳破坏和塑性变形问题,利用ANSYS Workbench实时数据传递建立双圆弧斜齿齿轮泵单向流固耦合模型,得到流场压力特性和压力载荷作用下双圆弧斜齿齿轮泵力学性能。通过对比分析流固耦合前后不同负载下的力学特性变化,研究流固耦合作用对双圆弧斜齿齿轮泵转子的变形与应力分布的影响。研究结果表明,流固耦合作用对转子结构影响较大,最大变形量都发生在两转子近轮缘位置,且变形量相差0.016063mm;最大等效应力都发生在转子啮合位置,且等效应力相差187.72MPa。转子啮合处相比其他位置更易发生疲劳破坏,为双圆弧斜齿齿轮泵转子的稳定性和结构优化提供了参考依据。

关键词： 齿轮传动   损伤特征提取   齿轮箱振动信号   双频精细复合多尺度排列熵   鲸鱼算法优化支持向量机   小波包分解  

摘要： 齿轮箱振动信号的非线性会导致其损伤特征难以得到有效提取,针对这一问题,提出了一种基于双频精细复合多尺度排列熵(DFRCMPE)和鲸鱼算法优化支持向量机(WOA-SVM)的融合损伤识别方法。首先,采用小波包分解(WPD)对齿轮箱损伤振动信号进行了两层分解,获得了反映齿轮箱损伤特性的低频和高频分量;然后,利用精细复合多尺度排列熵(RCMPE)对两组频带分量进行了分析,以充分提取嵌入在振动信号中的损伤信息,构建损伤特征;最后,将损伤特征输入至WOA-SVM分类模型中,成功对损伤进行了智能识别,并以实验采集到的齿轮箱振动信号为对象,对基于DFRCMPE和WOA-SVM的融合损伤识别方法的有效性开展了对比讨论。研究结果表明:与基于精细复合多尺度样本熵(RCMSE)、精细复合多尺度模糊熵(RCMFE)、RCMPE、精细复合多尺度散布熵(RCMDE)的特征提取方法相比,基于DFRCMPE和WOA-SVM的融合损伤识别方法的准确率和稳定性更高,平均识别准确率达到了100%;该方法能够为解决实际应用中的齿轮箱故障识别问题提供可行的思路。

关键词： 转矩分流式齿轮系统   非线性特性   全局分岔特性   Poincaré截面  

摘要： 文章以某型船用转矩分流式齿轮传动系统为研究对象,建立系统动力学模型,利用数值方法对模型进行求解,通过全局分岔特性、Poincaré截面以及相图等特征对系统的非线性特性进行研究,分析输入转速和齿侧间隙等参数对系统非线性特性的影响规律,为转矩分流式齿轮系统的分析和设计提供理论参考。

关键词： 航空齿轮   弹振珩磨光整   表面形貌   表面粗糙度   残余应力  

摘要： 采用弹振珩磨光整工艺对16Cr3NiWMoVNbE渗碳航空直齿轮进行光整加工,研究了不同珩磨周期和未光整齿轮的齿廓几何特征、齿面形貌、横截面微观组织与显微硬度、残余应力等表面完整性特征参数。结果表明,与未光整齿轮相比,弹振珩磨能改善齿廓倒棱圆滑度,降低表面粗糙度并提高表面残余压应力;其指标改善程度随珩磨周期延长而增大。在2倍珩磨周期条件下,实现了齿顶倒棱圆弧过渡,获得了表面短且交叉的细网状条纹,面粗糙度从0.47μm降到0.20μm,齿面平均残余压应力提高了52%。试验研究为弹振珩磨光整工艺在难加工航空齿轮中的应用提供了参考。

关键词： 齿轮箱   长短时记忆网络   支持向量机   故障诊断  

摘要： 针对风电机组齿轮箱的故障诊断中特征提取过分依赖人为经验和准确率不高的问题,提出一种基于长短时记忆网络(LSTM)与支持向量机(SVM)相结合的方法。对原始时域振动信号作傅里叶变换,利用LSTM神经网络自适应智能提取特征的优势,结合SVM的分类功能,实现对风电机组齿轮箱更加准确的故障诊断。仿真结果显示,该网络模型在经过16轮训练后准确率可以达到100%,使用测试集数据准确率也可以达到99.1%。

关键词： 农业机械   斜齿圆柱齿轮   收割机   种子箱   播种器   铣削加工   播种机   传动系统  

摘要： 斜齿圆柱齿轮在农业机械中应用广泛,例如拖拉机、收割机、播种机、搅拌机等机械设备中都有使用。这是因为斜齿圆柱齿轮具有传动效率高、传动平稳、传动能力强、噪音小等优点,能够满足农业机械对传动系统的要求。以拖拉机为例,斜齿圆柱齿轮主要用于变速箱和后桥传动系统中,能够实现拖拉机的行驶和转向。在收割机中,斜齿圆柱齿轮用于传动刀片、输送带等部件,能够实现收割和输送作物。在播种机中,斜齿圆柱齿轮用于传动种子箱和播种器,能够实现精准的种子投放。

关键词： 三维振动信号   时域特征   一维卷积神经网络   故障诊断   齿轮  

摘要： 为了解决从齿轮一维振动信号提取故障特征不全面的问题,提出一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)的齿轮3D振动信号故障诊断新方法。首先,提取原始三维振动信号各维的时域特征;其次,利用一维卷积神经网络(1D-CNN)模型进行特征选择;最后,将选择后的特征进行重组,重组特征作为1D-CNN故障诊断模型的输入实现故障分类操作。结果表明,利用提出的故障诊断方法,诊断准确率显著提高。模型的结构简单,训练速度快,能够快速实现故障诊断。