关键词： 海上平台   透平发电机   行星齿轮箱   故障诊断传感器安装布局  

摘要： 针对海上平台透平发电机齿轮箱在线监测需求,分析了不同监测手段对齿轮箱故障的有效性,结合现场机组结构与运行特点,设计了传感器安装布局方案,利用在线监测系统完成了数据采集和分析诊断,可有效掌握海上平台齿轮箱关键部件运行状态。

关键词： 域适应   齿轮箱   故障诊断   迁移学习   多通道融合  

摘要： 针对齿轮箱故障诊断中存在的单一传感器数据有限、可靠性低和泛化能力不足等问题,提出一种结合域适应残差网络与多通道融合的方法。首先,采用粒子群算法对变分模态分解(VMD)进行参数寻优;其次,对齿轮箱多通道原始数据进行VMD分解,进行初步特征提取,并引入注意力机制对各个通道的特征进行加权;然后,利用改进的残差网络进行深度特征提取来增强模型对数据的表征能力;最后,采用最大均值差异(MMD)和交叉熵分类损失作为优化目标,使用softmax分类器输出故障类别的预测概率,通过微调目标域模型,实现了齿轮箱在多工况下的样本分类任务。与加权多通道融合深度迁移学习算法相比,在4种不同工况下的诊断精度分别提高了3.38%、4.17%、3.13%和1.25%。

关键词： 电传动自卸车   轮边减速机   齿面接触强度   结构优化  

摘要： 以某电传动自卸车轮边减速机为研究对象,采用有限元法对各级齿轮副齿面接触强度进行静力学仿真分析,得到各级齿轮副齿面接触疲劳强度安全系数,并对安全性能最低的齿轮副提出结构改进措施以降低齿轮副的齿面接触强度,提高轮边减速机行星齿轮副接触强度安全性能。经过结构优化,齿轮副接触强度最低安全系数提升15%,可有效抑制齿轮的过早失效。

关键词： 啮合冲击   解析模型   动态特性   行星齿轮   盾构机  

摘要： 为揭示太阳轮-行星轮间啮入冲击诱发行星轮系内、外啮合状态演变规律,建立盾构机行星齿轮内、外啮合齿轮副线外啮入冲击激励解析计算模型,与齿轮副有限元显式动态接触模型对比,验证解析模型合理性;进而,搭建啮入冲击诱发行星轮-齿圈、行星轮-太阳轮线内冲击机理模型,研究外啮合齿轮副啮入冲击对行星轮-齿圈内啮合状态、太阳轮-行星轮外啮合状态的影响规律,阐明太阳轮-行星轮-齿圈多点冲击激励变化规律;而后,建立盾构机行星齿轮系统集中质量模型,计算不同冲击激励下内、外齿轮副间啮合力,阐明冲击激励与齿轮副啮合力间动态演化规律;最后,搭建行星轮系统显示动力学模型,提取外、内啮合齿轮副啮合力与接触力,与理论解析结果进行对比,验证理论模型合理性。结果表明:内、外啮合冲击力数值与解析解吻合良好,相对误差为4.09%;行星轮系统线外啮入冲击将诱发内、外啮合齿轮副线内冲击;行星轮系冲击激励呈周期性变化,将诱发行星轮系内、外啮合齿轮副间啮合力改变,啮入冲击激励会使齿轮副间动态啮合力减小,而诱发的线内冲击激励会使齿轮副动态啮合力增大,导致行星轮系统振动加剧;行星轮系统有限元仿真数值解与解析解对比,外、内啮合啮入冲击相对误差分别为3.21%、6.40%,平均啮合力误差分别为6.93%,3.80%,验证了理论模型的正确性。

关键词： 振动分析   齿轮减速器   故障诊断   频谱分析   包络分析  

摘要： 随着现代工业设备的复杂性和运行环境的日益恶化,齿轮减速器作为关键机械部件,其故障诊断显得尤为重要。振动分析技术作为一种有效的故障诊断工具,通过捕捉设备振动信号的特征,能够精准识别齿轮、轴承、轴系等部件的早期故障。本文综述了振动分析技术在齿轮减速器故障诊断中的应用,详细探讨了频谱分析、包络分析、小波变换等技术的原理和方法。同时,介绍了智能诊断、在线监测及多信号融合等先进技术的应用。通过这些技术的结合,能够提高故障诊断的准确性、实时性和智能化水平,为齿轮减速器的健康管理和维护提供了重要支持。

关键词： 纯滚动啮合   啮合线方程   圆弧齿廓   啮合性能  

摘要： 【目的】为了研究基于啮合线方程主动设计的法向圆弧齿廓纯滚动圆柱齿轮设计方法,深入了解该新型齿轮的啮合特性,包括接触斑痕和非承载传动误差,同时为了更好地掌握中心距误差、交叉轴误差和交错轴误差对螺旋线修形的法向圆弧齿廓纯滚动圆柱齿轮啮合特性的影响,开展了一系列研究工作。【方法】由法向截面的圆弧齿廓推导大轮(从动轮)和小轮(主动轮)端面工作齿廓,端面全齿廓由端面工作齿廓与Hermite曲线构造的根部过渡曲线组合而成,二者在连接点光滑连接;轮齿全齿面由端面全齿廓分别沿小轮和大轮的纯滚动接触线扫掠而成。建立了用于轮齿接触分析的基本设计参数、齿面方程和数学模型,同时,对小轮进行螺旋线抛物线修形来对比齿面啮合特性。【结果】无论是否采取螺旋线抛物线修形,其轮齿接触分析结果充分验证了纯滚动啮合设计思路:所有接触斑痕的中心均位于齿面节线,可以实现纯滚动啮合传动;抛物线形的非承载传动误差曲线由小轮螺旋线修形实现,可以吸收由于错位安装所引发的噪声和振动。该法向圆弧齿廓纯滚动圆柱齿轮具备中心距可分性,但是它对交错轴安装误差更加敏感。本文为后续的应力分析和承载传动误差的深入研究奠定了基础。

关键词： 经验小波变换   傅里叶-贝塞尔级数   能量尺度空间   降噪   故障诊断  

摘要： 针对齿轮故障诊断中采集到的振动信号常伴有噪声干扰且故障特征难以提取的问题,以傅里叶-贝塞尔级数展开(Fourier-Bessel series expansion,FBSE)为基础,提出了一种将FBSE和基于能量的尺度空间经验小波变换(energy scale space empirical wavelet transform,ESEWT)相结合的齿轮振动信号降噪方法,即FBSE-ESEWT。首先,将采集到的齿轮振动信号利用FBSE技术获得其频谱,以替代传统的傅里叶谱,接着凭借能量尺度空间划分法对获取的FBSE频谱进行自适应分割和筛选,以精确定位有效频带的边界点。随后通过构建小波滤波器组得到信号分量并进行重构,以减小噪声和冗余信息干扰;然后,为捕捉到更全面的特征信息将处理后的信号进行广义S变换得到时频图,输入2D卷积神经网络进行故障诊断验证算法可行性。通过对Simulink仿真信号和实际采集信号进行实验,结果表明,相对于原始经验小波变换(EWT)、经验模态分解(EMD)等方法,FBSE-ESEWT具有更好的降噪效果,信噪比提高了13.96 dB,诊断准确率高达98.03%。

关键词： 直齿轮   齿面分形   EHL模型   膜厚比  

摘要： 结合几何物理特性和微观效应,建立渐开线直齿轮三维EHL模型进行齿轮啮合润滑状态研究,并进行界面参数对其影响规律分析。结果表明:齿轮啮合接触参数沿单啮合齿廓均呈现非线性增长或减小;润滑油出口处出现较明显的二次压力峰和端部存在压力边缘效应,且伴随油膜颈缩现象及端部油膜厚度减小;粗糙面使得油膜压力和膜厚出现微量波动,并分形越粗糙分布越分散和陡峭,表明齿面充分润滑和提高加工精度能够提高齿轮的抗疲劳性能。

关键词： 渐开线圆柱斜齿轮   啮入冲击   理论模型   动力接触   有限元分析  

摘要： 针对渐开线圆柱斜齿轮副啮合过程中存在的啮入冲击问题,综合考虑受载变形及受载特征等因素,建立渐开线圆柱斜齿轮副啮入冲击理论模型,确定线外啮入点位置及接触线长度,推导渐开线圆柱斜齿轮副啮入冲击解析公式;基于ANSYS/LS-DYNA动力学软件,建立齿轮副动力接触有限元模型,对渐开线圆柱斜齿轮副啮入冲击过程进行有限元分析。研究结果表明,渐开线圆柱斜齿轮副啮入冲击解析公式能有效计算啮入冲击力,通过渐开线圆柱斜齿轮副动力接触有限元模型对冲击过程进行数值仿真,验证了解析数学模型的有效性。

关键词： 机械齿轮箱   小波分解   核Fisher判别分析   随机配置网络   故障诊断  

摘要： 机械齿轮箱是机械传动装置的重要组成部件,其故障时产生的振动信号常表现出非平稳性和不确定性。为了自动辨识机械齿轮箱故障模式,同时降低网络模型构建的复杂度,提出了一种基于核Fisher判别分析(KFDA)与随机配置网络(SCN)的机械齿轮箱故障诊断方法。该方法首先使用小波分解方法对机械齿轮箱振动信号进行分解,得到不同频率的子信号,并计算子信号的能量特征;然后利用KFDA对能量特征进行特征空间映射,以提升故障模式的分辨度;最后利用SCN的随机增量学习优势,完成故障辨识模型的训练和验证。仿真结果表明,应用KFDA与SCN的机构齿轮箱故障诊断方法,总体识别准确率可达91.5%。