关键词： 齿廓参数   啮合特性   流量特性   泄漏分析   仿真模拟  

摘要： CB-B系列摆线齿轮泵通常被用作航空发动机燃油泵测试系统中的油液增压泵,为确保测试系统在高压和高振动环境下能够稳定油压并均匀供给油量,需要进行建模设计和流量特性分析。目前摆线泵齿廓参数设计多依赖传统机械理论分析,未能结合流量特性分析,工作可靠性不高。通过分析转子副啮合特性,确定弧径系数与创成系数,结合流体特性优化配流面结构,建立转子模型。流量分析采用基于转子几何特征的集中参数思想,离散泵内流体域,计算各腔室动态流量,对泵体泄漏情况进行归类分析,建立数学流体模型。最后利用AMESim平台搭建摆线泵动态流量模型,与优化前相比,误差控制在1%,流量不均匀系数低于5%,出口压力波动在2%以内,满足工作需求。

关键词： 变速箱   齿轮应用   失效原因  

摘要： 在变速箱运行中,齿轮容易出现失效故障,究其原因在于多方因素干扰,齿轮存在断齿问题,需开展失效原因分析。为此,在简要概述齿轮失效的案例后,从齿轮原材料的化学成分、非金属夹杂物、热处理硬度和渗碳层深、金相组织等方面进行了排查,明确断齿的相关条件。深入分析可发现断齿的根本原因为端面烧伤裂纹,基于轮毂开裂影响,需有效预防同步器齿毂位置的窜动,避免轴向间隙消除而产生摩擦损伤,以期可以提高齿轮应用寿命,确保变速箱的运转性能。

关键词： 航空发动机   燃油齿轮泵   加速寿命试验   加速退化试验   寿命预测   研究进展  

摘要： 航空燃油齿轮泵长期服役于高速、高压、高温的恶劣环境,其寿命和可靠性已成为制约发动机燃油系统性能提升的重要瓶颈。加速寿命试验与加速退化试验是评估燃油齿轮泵寿命与可靠性的重要手段,本研究全面分析了燃油齿轮泵的故障模式,系统梳理了国内外针对燃油齿轮泵的加速寿命试验与加速退化试验方法,并总结了物理失效寿命预测与数据驱动寿命预测模型,剖析了燃油齿轮泵加速寿命试验与加速退化试验的技术特征,指出未来燃油齿轮泵加速试验技术可融合等效加速寿命试验、基于布朗运动的加速退化试验和小子样加速寿命试验的历史信息数据,实现加速应力水平与加速因子的参数更新,以达到提高寿命预测精度与降低试验成本的目的。

关键词： 边缘传动   开式齿轮   筒体法兰   车削同心度   啮合  

摘要： 焊接修复磨尾筒体法兰裂纹后,小齿、减速机及主电机振动均有上升,2019年11月带负荷运行,以上振动更为严重,以致联轴器法兰开裂变形。检查发现:磨机大、小齿圈点蚀严重,齿形不规则磨损严重,小齿中部和根部出现两条磨痕,大、小齿啮合度极差,已无法运行。采取在线堆焊、现场车削、校验同心度的方法对筒体法兰进行处理。在线修复后,该水泥磨筒体法兰已使用4年,未出现异常。实践证明:针对磨机这样的重型装备,在其法兰裂纹处打坡口焊接前一定要防止本体重力导致修复位置变形;在修复中坡口不能一次刨得太长,焊机速度不能太快,要及时消除焊接产生的应力。

关键词： 偏航驱动中心轮   断轴   非金属夹杂物   有限元仿真   轴肩过渡区  

摘要： 某兆瓦级风机并网运行3 a后,偏航驱动齿轮箱的4级中心轮发生断轴事故。采用宏观观察、安全性分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法,并结合有限元仿真分析,对中心轮断裂的原因进行分析。结果表明:中心轮断口处存在多处非金属夹杂物,导致材料的极限强度降低;轴肩过渡区设计尺寸过小,且轴肩表面残留多处粗糙的加工刀痕,导致轴肩成为危险截面并产生应力集中,使材料发生扭转疲劳开裂,裂纹不断扩展,直至残余材料的强度不足,最终导致中心轮发生断轴事故。

关键词： 齿轮钢   夹杂物   稀土La   形核核心   改质  

摘要： 20CrMnTi齿轮钢中TiN夹杂物尺寸及分布直接影响钢的力学及服役性能,控制钢中TiN夹杂物形貌及尺寸分布是提升20CrMnTi齿轮钢性能的有效路径。利用试验及热力学计算等方法,研究了稀土La对20CrMnTi齿轮钢中TiN夹杂物的改质行为。结果表明:未加稀土La元素时,析出的TiN微粒会在Al_(2)O_(3)核心上析出长大,逐渐成为尺寸较大的方形Al_(2)O_(3)-TiN复合相夹杂物,此时钢中含TiN夹杂物主要为纯TiN或Al_(2)O_(3)-TiN复合相夹杂物。加入稀土La后,钢中LaAlO3先于Al_(2)O_(3)核心析出,析出的LaAlO3将作为TiN形核核心,后续析出的TiN会在LaAlO3核心上异质形核长大,逐渐成为尺寸较小的LaAlO3-TiN复合相夹杂物,且改质后的TiN夹杂分布较为均匀。稀土La的加入可有效改质钢中TiN夹杂物形貌及尺寸,使得钢中TiN夹杂物由大尺寸棱角尖锐的不规则形状转变为小尺寸夹杂物,此时,钢中含Al_(2)O_(3)-TiN复合相夹杂物被改质为LaAlO3-TiN复合相夹杂物,钢中含TiN夹杂物平均尺寸由4.825μm降至2.846μm。

关键词： 高精度轧机齿轮箱   智能故障诊断   多通道二维卷积神经网络   长短期记忆神经网络   数据分类  

摘要： 针对轧机齿轮箱结构复杂、故障信号识别困难、故障部位分类不清等难题,提出了一种基于多通道二维卷积神经网络(MC2DCNN)与长短期记忆神经网络(LSTM)特征融合的故障诊断方法。首先,设计了一种三通道混合编码的二维样本结构,以达到故障识别与分类目的,对齿轮箱典型故障进行了自适应分类;其次,该模型将齿轮箱的垂直、水平和轴向三个方向的振动信号融合构造输入样本,结合了二维卷积神经网络与长短时记忆神经网络的优势,设计了与之对应的二维卷积神经网络结构,其相较于传统的单通道信号包含了更多的状态信息;最后,分析了轧制过程数据和已有实验数据,对齿轮故障和齿轮箱全故障进行了特征识别和分类,验证了该模型的准确率。研究结果表明:模型对齿轮箱齿面磨损、齿根裂纹、断齿以及齿面点蚀等典型故障识别的平均准确率达到95.9%,最高准确率为98.6%;相较于单通道信号,多通道信号混合编码方式构造的分类样本极大地提升了神经网络分类的准确性,解调出了更丰富的故障信息。根据轧制过程中的运行数据和实验台数据,验证了该智能诊断方法较传统方法在分类和识别准确率上更具优势,为该方法的工程应用提供了理论基础。

关键词： 断裂   硬度   成分偏析   调质  

摘要： 某空调系统设备安装完成后的试运行有异响,运行约400 h无法继续运行,拆机后发现压缩机小齿轮轴的轴端部螺纹部位发生断裂。本文从化学成分、硬度、力学性能、显微组织、断面微观形貌等方面对断裂小齿轮轴进行了综合分析。实验结果表明,小齿轮轴的C含量超过了EN10084-2008标准规定的上限;硬度超过产品技术要求;断后伸长率和断面收缩率低于产品技术要求;存在合金元素偏析;调质过程中在螺纹根部产生裂纹。这些因素的共同存在导致小齿轮轴早期断裂。

关键词： 齿面摩擦   行星齿轮系统   非线性振动   分岔   混沌  

摘要： 为研究齿面摩擦对2K-H行星齿轮系统振动特性的影响,考虑齿面摩擦力、时变摩擦力臂等因素建立了行星齿轮系统的动力学模型。综合应用分岔图、最大Lyapunov指数图、相图等研究了当无量纲激励频率ω在0.5~2.5区间变化时,不同齿面摩擦系数μ和齿轮副啮合相对阻尼比ζ对系统动态特性的影响规律。研究结果表明,与不考虑齿面摩擦的情形相比较,系统在低转速区域的振动状态变化不明显;在高转速区域系统的倍周期分岔点前移,逆倍周期分岔点延后;当阻尼比ζ从0.10增大到0.12时可使系统在激励频率ω变化的大部分区间由混沌振动转为周期振动。

关键词： 风电机组   有限元   齿轮   啮合强度   应力   静力学   动力学  

摘要： 风电机组齿轮传动系统故障频发,导致维修费用急剧增加。利用有限元建模,创新性地采用静、动力学相结合的仿真方法,建立了渐开线圆柱齿轮的静力学和动力学模型,并分析了不同工况下齿轮的啮合强度和应力分布。在静力学分析中,齿轮啮合处存在应力集中和超限现象。齿轮啮合处的最大等效应力达到1096.1 MPa,超过材料强度极限980 MPa的12%。在动力学分析中,出现最大冲击应力的范围是500~600 MPa。该数值是额定工况下的10倍,揭示了齿轮啮合处存在冲击应力的现象。随着转速和载荷的增大,等效应力从57.344 MPa增加到181.84 MPa,增加了217.1%。该研究为后续研究齿轮动力学行为和改进传动可靠性提供了参考。