关键词： 风电齿轮箱   故障预警   图注意力网络   时间卷积网络  

摘要： 针对风电齿轮箱故障预警中数据信息挖掘不充分问题,提出一种基于图注意力和时间卷积网络的风电齿轮箱故障预警方法。分别从时间与空间尺度建立各特征点的物理联系,拓宽特征维度以提升故障预警精度。图注意力网络构建不同数据测点间的空间拓扑结构,遍历每个节点的相邻节点进行加权求和达到聚合信息的目的;时间卷积网络使用特殊的因果膨胀卷积和残差网络,扩大感受野,提升时间特征捕捉能力。以华北某风电场实际数据为例进行验证,结果表明,提出方法能够在故障发生前122 h监测到风电齿轮箱的异常状态并发出预警信号;与其他方法进行对比,提出方法预警时间提前52~63 h,模型预测误差减小1.05%~3.76%;使用t-SNE和概率密度曲线提升结果可解释性。

关键词： 风电齿轮箱   传动系统   环境参数   疲劳损伤   性能优化  

摘要： 随机风速会使风电齿轮箱传动系统出现频繁的载荷波动,造成复杂的结构变形,容易产生齿轮偏载,加剧其接触疲劳失效风险。提出了一种考虑环境参数随机不确定性的风电齿轮箱传动系统疲劳性能优化方法,在建立计入全局载荷的风电齿轮箱传动系统动力学模型基础上,利用代理模型方法重构“平均风速、湍流强度-齿轮修形参数-齿轮长期接触疲劳损伤”映射关系,建立考虑风速概率分布的多级齿轮修形参数优化函数,对比了风电齿轮箱传动系统疲劳性能优化效果。结果表明,低速级太阳轮长期接触疲劳损伤值大于0.7,是风电齿轮箱传动系统高可靠设计的薄弱环节之一;优化后的风电齿轮箱齿轮长期接触疲劳损伤值明显降低,其中低速级太阳轮长期接触疲劳损伤值降低了11.37%,疲劳性能提升效果显著。

关键词： 齿轮传动   齿轮润滑设计   最小油膜厚度   膜厚比   弹流润滑  

摘要： 通过分析齿轮润滑机理,揭示了齿轮副啮合线上相对滑动速度的变化规律。根据道森·希金森最小油膜经验公式,对影响齿轮润滑性能的关键因素—当量曲率半径和卷吸速度随传动比和变位系数变化的规律进行分析,基于精确齿廓计算出齿面载荷沿啮合线分布情况。通过编程计算相应的关系曲线图,分析了传动比、变位系数、压力角及中心距等齿轮设计参数对齿轮副最小油膜厚度的影响,结果表明:传动比会使最小油膜厚度曲线倾斜和旋转,变位系数决定了膜厚曲线沿啮合线的起始点和终止点,并引起齿轮副中心距变化间接影响最小油膜厚度,中心距、压力角与最小膜厚的关系是正相关关系。最后,根据膜厚比关系判断齿轮润滑状态,通过实例计算曲线可见,该齿轮副最小油膜厚度点并未发生在小齿轮齿根与大齿轮齿顶啮合点处,因此采用啮合节点油膜厚比来判定齿轮润滑状态。以上所得结论对于齿轮传动弹流润滑设计提供了一定的参考依据。

关键词： 摩擦因数   齿轮传动   传动比   啮合效率  

摘要： 为了研究齿轮副在实际工况下的啮合效率,对齿轮副接触面进行受力和运动学分析,结合弹流润滑理论对齿轮副的润滑状态进行判断,建立了在弹流润滑和混合润滑状态下的动态摩擦因数数学模型,得到齿轮副沿啮合线不同啮合位置的摩擦因数;从受力的角度出发,推导出齿轮副啮合效率计算式,引入动态滑动摩擦因数,得到符合实际工况的齿轮副啮合效率;结合Matlab仿真分析软件,分析了传动比和小齿轮齿数对滑动摩擦因数及齿轮副啮合效率的影响。结果表明,基于动态滑动摩擦因数的齿轮副啮合效率计算方法与实际工况具有良好的一致性,对齿轮传动设计具有一定的指导意义。

关键词： 煤矿机械故障   齿轮与轴承故障   判定分析方法  

摘要： 煤矿机械齿轮与轴承是传动系统的重要组成部分,其工作状态直接影响着设备的运行效率和安全性。由于煤矿机械工作环境恶劣,负荷变化大,齿轮与轴承经常发生故障,如齿面磨损、裂纹、剥落、滚道表面损伤、滚动体断裂等。本文主要分析了煤矿生产中常用机械设备齿轮、轴承故障的基本类型与危害性、产生原因,并指出了常用的故障判定分析方法,如频域法、时域法等,总结了针对机械齿轮、轴承故障进行精确诊断判定的基本流程。

关键词： 耙吸挖泥船   双速齿轮箱   应用   动力装置  

摘要： 在概述双速齿轮箱工作原理的基础上,对耙吸挖泥船在海域及江河等典型环境下,螺旋桨采用双速齿轮箱和单速齿轮箱时的主机功率及油耗情况展开测试和分析,结果表明,耙吸挖泥船工作环境恶劣、工况复杂且航速变化大,双速齿轮箱应用后能显著节省主机功率、降低油耗,提升挖泥船运行效率和节能效果。

关键词： 传感器采集   链式结构   机器学习   卷积   振动信号   特征提取   非线性关系   移栽机  

摘要： 针对移栽机齿轮箱轴承振动信号传递路径长,难以进行基于振动信号的轴承退化趋势预测问题,以基于振动信号进行机器学习的轴承退化趋势预测算法研究,可实时监测齿轮箱退化趋势,最大程度减少损失。利用时间卷积网络通过不同尺寸的卷积核对轴承振动信号进行卷积,实现对历史信息的特征提取;其次通过链式结构实现网络的参数共享,有效解决长时间序列下的低预测精度等问题;通过引入因果卷积、跳层连接与残差网络等结构,使得其在CNN与RNN的基础上能够有效解决梯度消失或爆炸等问题,捕捉序列的长期退化趋势与轴承振动信号间的非线性关系,由此建立齿轮箱轴承退化趋势预测模型。进行实验探究时间卷积网络模型对退化趋势预测准确率的影响并验证其有效性。研究结果表明,基于在不同尺寸、不同故障类型、不同传感器采集到的振动信号对齿轮箱轴承退化趋势都具有显著的预测效果,满足设计要求。

关键词： 深层渗碳工艺   齿轮   17CrNiMo6  

摘要： 针对17CrNiMo6深层渗碳工艺中存在的碳化物超标等问题进行研究,优化渗碳过程中强渗扩散工艺,采用合适的强渗时间与扩散时间之比,确定出17CrNiMo6材质产品深渗层(4.0 mm~6.0 mm)的强渗扩散工艺时间,对不同强扩比的试样进行了金相组织和表面硬度检测,使深渗层的碳含量从大到小平缓过渡,使渗碳淬火工件有足够的硬度、耐磨性及良好的疲劳性能。

关键词： 齿轮式   液压舵机   负载   自适应控制   三闭环控制   传动机构  

摘要： 为了满足不同负载工况时,船用齿轮式液压舵机的舵角跟踪水平,设计船用齿轮式液压舵机负载自适应控制系统。利用数据采集模块的电流传感器、转速传感器和位置传感器,采集船用齿轮式液压舵机的电流、转速和位置数据。系统的控制模块选取TMS320F28377芯片作为控制芯片,利用舵机数据采集结果,采用三闭环控制结构,运行模糊PID自适应控制算法输出舵机参数控制量。设置舵机参数控制量作为驱动模块的输入,驱动模块利用驱动电路驱动传动机构;设置传动机构作为驱动摇臂的执行部件,实现液压舵机的控制。系统测试结果表明,所设计系统可以依据负载变化,控制船用齿轮式液压舵机舵角,精准跟踪负载正弦信号。

关键词： 风电机组   齿轮   轴承   动态响应   动态分析  

摘要： 为满足行星齿轮与滚动轴承集成设计需求,基于多体动力学理论和弹性接触理论,提出一种考虑行星齿轮与滚动轴承动态相互影响且能计算各滚动体接触载荷的行星齿轮-滚动轴承耦合系统动力学建模方法。以风电机组行星齿轮滚动轴承系统为研究对象,构建其耦合系统动力学模型,研究行星齿轮与滚动轴承间的耦合作用机理。研究发现:行星齿轮对滚动轴承动态响应影响显著,受齿轮啮合力影响滚动体接触载荷与轴承偏心轨迹呈高频波动特征,设计时应充分评估行星齿轮对滚动轴承动态响应影响。