关键词： 采煤机   摇臂齿轮   故障分析   动力学分析  

摘要： 针对采煤机摇臂齿轮系统故障诊断困难、运行效率与安全性有待提高等问题，采用动力学分析方法，通过对7LS06-LW536型采煤机摇臂齿轮传动系统建模，明确模型参数，利用有限元分析确定典型故障类型及状态特征，分析恒载和变载工况下不同故障的啮合力频域特征，包括裂纹、断齿、点蚀故障等。研究发现故障在频域以行星齿轮啮合频率为载波、相对转动频率为调制频率，可通过边带主频幅值与R(行星齿轮的啮合频率)的比值表征故障程度，得出该系统典型故障特征及相关数据，为后续故障诊断技术的应用提供资料，可作为故障检测系统数据库内容，有助于提升采煤机摇臂齿轮系统运行效率与安全性，改进系统设计。

关键词： 风电齿轮箱   齿轮裂纹   有限元分析   应力强度因子  

摘要： 以某风电场1.5 MW风电机组齿轮箱第三级小齿轮为研究对象，针对齿轮在工作过程中出现裂纹并断裂的问题，运用线弹性断裂力学理论结合有限元法计算的方法，准确计算了裂纹前缘各点的应力强度因子，从后处理结果中得知I型应力强度因子占主导地位。在此有限元模型基础上，分析载荷、裂纹长度以及位置对I型应力强度因子的变化规律。结果表明，随着载荷的逐渐增大，齿轮齿根三维裂纹前缘应力强度因子曲线整体呈现增大的趋势；当齿轮齿根的初始三维裂纹长度增加时，应力强度因子曲线在两端即靠近齿面的位置基本保持不变，而在中间即裂纹深处随着三维裂纹长度的增加而增大。当裂纹的初始位置越靠近轮齿中间部位时，齿轮的三维裂纹应力强度因子整体呈现增大的趋势，并且增加幅度逐渐变大。

关键词： 主风机   齿轮箱   轴瓦   温度   波动  

摘要： 某催化裂化装置主风机组齿轮箱的高速轴轴瓦温度频繁出现异常波动情况，温度波峰最高达到110℃，接近轴瓦涂层巴氏合金的极限工况值，影响机组平稳运行。本文结合瓦温波动现象和该齿轮箱拆修情况进行原因分析，并针对性提出该齿轮箱问题的解决办法。

关键词： 滑动频率   20CrMnTi合金钢   损伤机理   界面响应   有限元分析   摩擦磨损   摩擦系数   应力集中  

摘要： 阐述不同滑动频率对车用20CrMnTi齿轮合金钢在干态和油液工况下的摩擦磨损行为及损伤机理的影响机制，旨在为车用齿轮合金钢在实际服役工况中的磨损行为提供理论依据及技术支持。采用球-平面接触模型，结合自主研制的往复滑移式摩擦磨损试验装置，模拟齿轮在真实工况下的摩擦环境，选取10、15和20 Hz三种典型滑动频率，分别在常温干态和浸泡于车用变速箱润滑油中的润滑状态下开展对比实验。同时，基于实验结果及相关摩擦学理论，利用有限元分析技术揭示各磨损工况下损伤界面的动态响应机理，并采用传统的Archard模型预测其损伤演变规律。研究结果表明，所有磨痕均呈近似圆形，边缘区域存在明显磨屑堆积，二维轮廓图均呈典型的U型凹陷特征，说明试样表面主要处于完全滑移接触状态。进一步的磨损深度测试结果表明，在干态和油液润滑磨损工况下，最大磨损深度均出现在滑动频率为15 Hz时，对应最大磨损深度分别约为5.09和3.86μm。干态磨损表面出现明显剥落坑和犁沟，反映出剧烈的机械磨损过程；而油液下的损伤表面则相对平整，局部磨损轻微，润滑油的存在有效减缓了材料表面的损伤累积。研究还发现：滑动频率的升高会导致界面摩擦系数逐渐减小，且油液润滑状态下的摩擦系数显著低于干态条件；滑动频率在一定范围内对磨损行为具有非线性影响，润滑介质的存在显著改善了材料的耐磨性能。研究滑动频率对磨损行为的影响，对于提升车用齿轮合金钢在复杂服役环境中的稳定性和可靠性具有重要的指导意义。

关键词： 度量学习   迁移学习   图像处理   故障诊断   齿轮箱  

摘要： 故障诊断是轴承障诊断领域的一个热点和难点。针对这一问题，文中以渥太华大学变速齿轮箱故障诊断平台为依托，应用一种图像处理技术和深度学习进行齿轮箱故障诊断的新方法。首先，借助图像识别算法，把原始的振动加速度信号转化为图样本的形式；之后采用了尺度不变特征变换(SIFT)算法，来捕捉图像中的特征点。针对这些特征点，进行向量化描述，构建了词袋模型(BoW),这一处理使得样本的特征得以充分提取和表达；然后，引入了局部最大均值差异，实现同一类别下相关子域概率分布的紧密对齐。最后，在网络训练时与其他方法相比，所构建的残差部分卷积(ResPConv)模型在恒定转速工况下具有较高的准确率，在时变负载工况下的数据下比其他四种方法具有更优的故障诊断识别率和更快的处理速度，具有很好的鲁棒性和更少的参数量。

关键词： 悬挂式单轨   齿轮传动系统   例行试验工装   结构设计  

摘要： 文章针对某新型悬挂式单轨齿轮传动系统研制了专用例行试验工装，并从试验台布局和产品结构形式等多方面考虑设计制定了一种工装方案，通过分析齿轮箱的啮合频率及模态仿真避免了工装-齿轮箱系统的共振问题。通过对齿轮箱热平衡试验中的温度及振动进行监测，表明轴承温升平稳，无异常振动，该试验系统整体性能良好。该工装结构的设计也充分考虑了加工工艺性及操作便捷性，具有良好的经济价值，应用于现场试验良好，可以满足批量生产需求。

关键词： 直线共轭   齿轮泵   齿廓曲线   干涉验证  

摘要： 液压系统因具有传动力量大、易于传递及配置等特点，被广泛应用于工业、民用行业。液压泵作为液压系统的核心部件，对液压系统的运行起着至关重要的作用。随着科学技术的发展，对液压泵的研究不断深入，各种性能更好的液压泵也被研发了出来。直线共轭内啮合齿轮泵就是一种新型内啮合齿轮泵，该泵具有结构简单、使用寿命长、产生噪声小等优点，被广泛应用于各类液压系统中。基于对该齿轮泵工作流程及齿廓啮合原理的深入剖析，借助坐标变换法与齿廓法线法获取内外齿轮的齿廓线方程，并借助MATLAB软件实现直线齿廓及直线共轭齿廓拟合曲线的绘制工作。通过运动仿真及分析计算，验证了啮合曲线的正确性，最终获取了直线共轭内啮合齿轮泵齿轮副的完整齿廓曲线，对分析直线共轭内啮合齿轮泵流动特性的变化规律，提高齿轮泵的性能，改善整体液压系统的工作效率都具有重要的指导意义及参考价值。

关键词： 齿轮系统   动力学   启停过程   短时傅里叶变换   振动特性  

摘要： 当齿轮系统启动或者停止处于非平稳工况时，转速的急剧改变会使其表现出复杂的振动特性，从而对齿轮使用性能和寿命产生重要影响。综合考虑时变啮合刚度、齿侧间隙及齿轮啮合误差的影响，建立直齿轮系统动力学模型，研究了外部载荷和角加速度两个工况参数对其启停过程振动特性的影响。同时，利用短时傅里叶变换对齿轮系统的非平稳振动信号进行了时频分析。结果表明，在启停过程中，增大载荷、增大角加速度均会加剧齿轮副振动与冲击的程度，并且均会使启动前期的不稳定运动进程提前结束，停止后期的不稳定运动进程延后出现，但启动后期（停止前期）的冲击成分却会分别增多和减少；在频域中，增大外部载荷会增强齿轮系统啮合频率的倍频成分能量但对啮合频率的基频能量没有什么影响，而增大角加速度会使啮合频率的基频和倍频成分能量都增强。

关键词： 齿轮泵   高转速   容积效率   径向吸油   联合吸油方法  

摘要： 大功率外啮合齿轮泵在高转速运行时容积效率较低,无法满足电动工程机械高速化需求。首先建立传统泵三维模型,并基于三维模型的结构参数推导齿腔吸油流量-压力数学模型,对数学模型进行分析,提出一种基于“π”形槽设计的吸油流道优化方案;然后采用Pumplinx对全因子正交设计的结构参数进行计算,建立优化泵容积效率的预测模型;最后通过试验验证优化泵的性能。结果表明:径向吸油时,过流面积小,齿腔充满油液所需的瞬时压力较大,且高转速运行时,齿腔充液时间缩短,导致泵高转速运行时容积效率快速下降;通过径向-轴向联合吸油的方法,在3 000 r/min时所需Δp≥0.1 MPa的最小齿腔容积占比比径向吸油减小42.62个百分点,具有较高齿腔充液率;被优化结构参数对容积效率的影响程度从大到小依次为d2、Rm、d1,且容积效率预测模型R2为0.997 1,具有较高可靠性;传统泵运行转速大于2 700 r/min时容积效率快速下降,在3 000 r/min时容积效率降至81.87%,而优化泵在2 700 r/min后容积效率下降趋势较为缓慢,在2 800、2 900、3 000 r/min下容积效率分别提高1.8、6.79、11.64个百分点。

关键词： 齿轮箱-故障诊断-案例  

ISBN: (纸本)9787030801982

摘要： 本书从三个方面来阐述故障特征的处理方法。在降噪算法上, 通过对原有方法的自适应改进, 分别提出自适应基于短时傅里叶变换的维纳滤波器 (AWT-STFT) 方法、自适应ARMA最优最小反褶积 (ARMA-MOMEDA) 方法及自适应奇异谱分解 (SSD) 方法。针对时频分析技术中存在模态混叠的问题, 优化奇异谱分解方法, 提出基于多目标粒子群优化算法的自适应变分模态分解 (VMD) 方法、基于自适应混沌灰狼算法和SGMLoG算法。在智能故障诊断方面, 提出基于复合多尺度极差熵的轴承故障特征提取方法及基于多局部均值的零阶自主学习多模型分类器( MLMALMMo-0) 的滚动轴承故障识别方法。