故障齿轮啮合刚度综合计算方法

为了有效、准确地计算含故障齿轮的时变啮合刚度,提出了一种基于传统能量法的改进方法,结合改进能量法和有限元法的各自优点,即应用改进能量法快速计算故障齿轮无故障轮齿的啮合刚度,利用有限元法精确地计算故障轮齿有故障部位的啮合刚度.仿真示例结果表明:与能量法和有限元法相比,该方法能快速、准确地仿真故障齿轮的时变啮合刚度并且适用于齿轮系统振动响应的计算.     

变位齿轮提高抗点蚀能力的计算

一引言当前正在用各种方法来提高齿轮的使用时间或在寿命相同的条件下尽量减轻齿轮的重量磨损,是现代工业对我们提出的要求。但是在多数情况下,齿轮失效的原因都是由于点蚀磨损造成的。由于齿轮的点蚀磨损,使齿廓形面发生改变而破坏了传动的正确性,产生较大的附加动力载荷和噪音,因而增加了能量损耗,降低了传动效率。同时,由于附加动力载荷     

含有点蚀故障的人字行星齿轮传动系统动态分析

为研究点蚀故障对双齿圈人字行星传动系统接触力特征和均载特性的影响规律,基于Solid-Works、KISSsoft以及ADAMS建立了太阳轮健康和存在不同形式点蚀故障时的系统虚拟样机模型.采用GSTIFF积分法动力学求解器对系统接触行为的数值解进行了求解,在此基础上研究了系统接触力时域和频域特征,根据得到的齿轮接触力对...     

基于小波包能量谱的滚动轴承故障检测

小波包具有对非平稳信号进行局部化分析的功能,可解决小波分析在高频部分分辨率差的问题,据此,提出一种基于小波包能量谱的滚动轴承故障分析方法。首先,将振动数据小波包分解为多个子频带,求出各频带的能量比例;然后,比较正常振动信号与故障振动信号的频带能量谱,识别出故障的频带;在此基础上,重构故障频带,运用Hilbert变换对重构信号包络解调,提取出故障频率。试验结果验证了采用小波包能量谱对滚动轴承故障检测的可行性。     

齿轮箱振动源信号分离与故障诊断研究

对齿轮的运行状态进行监测能够有效消除设备的潜在故障,避免大的事故发生.然而由于工作条件恶劣,很难采集到齿轮箱真实可靠的振动信号.由此,提出了一种基于独立分量分析（ICA）和支持向量机（SVM）相结合的齿轮故障诊断方法.首先利用ICA从被噪声污染的齿轮箱振动信号中分离出真实振动源信号,以提取可靠的齿轮状态高阶统计特征信息;而为了准确监测设备运行状态,采用支持向量机（SVM）对所提取的特征进行学习与智能分类,以检测齿轮早期故障.结果表明,通过齿轮箱故障实验分析,所提出的方法能够有效提取齿轮振动源信号,准确识别与诊断齿轮裂纹、点蚀以及断齿等故障状态,且精度比未进行源分离高10%,具有较好工业应用价值.     

双树复小波包和谱峭度在齿轮故障诊断中的应用

针对故障齿轮振动信号的非平稳和调制特性,提出了基于双树复小波包变换和谱峭度的齿轮故障诊断方法.首先,利用双树复小波包变换将原始振动信号分解为若干个不同频带的信号分量,选择与原始信号相关系数大的分量进行阈值降噪并重构;然后,对降噪后的信号利用谱峭度所得的峭度图选择最佳的带宽和频带中心进行相应的带通滤波处理;最后,将带通滤波后的信号作平方包络和傅里叶变换,即可得到信号的包络解调谱,从而提取故障特征信息.通过对试验和工程实际的齿轮故障信号分析表明:双树复小波包变换和谱峭度结合的方法可有效地提取齿轮故障特征信息,进而实现故障识别,验证了方法的可行性和有效性.     

基于小波分析的齿轮箱齿轮点蚀诊断研究

围绕齿轮箱齿轮点蚀诊断的理论研究和实验验证,建立了齿轮箱故障诊断实验系统,并进行了齿轮点蚀的人工模拟实验,获取了其振动加速度信号.利用MATLAB软件对该信号采用最优小波包基消噪,并利用离散小波分离出振动信号的低频振动和高频包络调制.     

基于提升小波变换和Hilbert调制技术的故障识别方法

齿轮局部发生故障后,非线性振动信号频谱中齿轮啮合频率及其二、三次谐波附近的边频带均出现显著增长.由于提升小波算法预测和更新原理与故障信号紧密相关,利用提升小波对振动信号进行时频特性分析和信息预处理,通过预测器和更新器的设计取代小波基函数选取过程;随后对蕴含大量故障特征信息的高频细节信号实施Hilbert变换,调制信号的包络谱中彻底剔除常规振动分量仅保留故障信息,该方法可高效识别振动信号频谱中的齿轮故障特征频率.最后用实例验证基于提升小波变换的Hilbert调制分析在齿轮故障诊断中的有效性.     

提升小波包在滚动轴承故障特征提取中的应用

为从滚动轴承振动信号中提取出故障状态信息的特征,针对信号的特点和提升小波包变换性质,采用提升小渡包最优分解法获得故障敏感特征频带,对各频带进行标准化向量特征构造,提取出各个频带的故障特征。结果表明,滚动轴承故障信号的敏感特征频带能量集中明显,故障特征得以有效的提取出来。     

基于零序电流小波变换系数均方根值的故障选线ANN方法

配电网单相接地故障产生的高频信号可以用于接地故障选线.利用馈线零序电流特征频带(SFB),提出一种连续小波变换(CWT)系数的均方根(Root Mean Square,RMS)值与人工神经网络(ANN)相结合的故障选线方法.通过对各条馈线故障后5 ms时零序电流进行CWT变换,剔除工频信号,并根据能量和最大原则选出故障特征频带.将各条馈线特征频带上CWT系数的均方根值作为ANN选线的输入样本属性,故障馈线编号作为输出样本属性,构造智能选线网络.该方法不需要提出明确的故障选线判据,利用ANN非线性拟合和记忆功能进行故障选线.大量的实验仿真数据表明,该方法选线结果准确可靠.     

X70管线钢热浸渗铝处理后盐雾腐蚀行为

利用热浸渗技术对X70管线钢表面进行了渗铝处理,通过SEM和EDS观察了X70管线钢渗铝处理前后表面微观形貌和化学元素的变化,采用XRD分析了其盐雾腐蚀前后表面物相,研究了渗铝处理对X70管线钢盐雾腐蚀的影响。试验结果表明,盐雾腐蚀后未处理试样表面点蚀较为严重,热浸渗铝处理后试样表层形成一层致密的Al2O3层,有效地阻止了腐蚀性介质Cl-离子和基体活性铁的接触;热浸渗铝后X70管线钢渗铝层组织有多种析出物,其表层黑色物质为FeAl,有效地抑制了表面点蚀的发生;未处理试样表面含铁量高,产生活性铁原子,是盐雾腐蚀发生点蚀主要因素。     

润滑油对齿轮疲劳点蚀的影响

润滑油对齿轮的疲劳点蚀寿命有影响,而且影响很大,润滑油选用不当或润滑油质量不高,可使疲劳点蚀寿命降低一半;选用高性能润滑油可使疲劳点蚀寿命提高2～3倍,而高性能润滑油的关键在添加剂的合理复配．通过对鞍钢线材厂使用的国产525油膜轴承油的试验研究,证明国产润滑完全可以替代进口润滑油,不会降低齿轮的疲劳寿命。     

金属油气管道点蚀缺陷安全评估及预警系统研究

油气金属管道在油气输送过程中因为载荷和腐蚀介质等因素的影响下,很容易萌生缺陷而引发重大安全事故。点蚀与多坑蚀缺陷是存在周期最长、最普遍、最有可能产生穿孔的高危缺陷,因而对金属管道工作过程中的在线检测与安全评估一直是油气输送技术领域研究的重点和热点。本文考虑了多个点蚀及点蚀之间的相互作用,根据美国石油协会的API-579的技术标准,研究点蚀占比对剩余强度的影响,建立对金属管道点蚀缺陷剩余强度的统一评价模型,也称无缝表征评价函数;然后将无缝表征模型和场指纹法（FSM）管道腐蚀监测技术相结合,运用FSM技术获得的管道腐蚀三维模型获取点蚀占比、剩余壁厚等在役管道参数,通过无缝表征模型评价管道安全并构建面向全域生产管线的安全评估决策及安全预警系统。该评估系统完善了FSM技术对点蚀缺陷的安全评估,同时也实现了无缝表征模型计算中的在线评估。油气田现场试验表明这个安全评估系统具有一定的实际应用价值。     

基于ARIMA的磨削颤振预测方法

磨削颤振会加剧砂轮的磨损并对磨削加工质量造成严重影响,甚至会对磨床本身造成破坏。为了避免磨削颤振的发生,提高磨削加工效率,通过对磨削过程振动信号进行分析,提取固有频率频带能量百分比R作为磨削颤振的特征量,提出一种基于自回归积分移动平均( autoregression integrated moving average, ARIMA)模型的磨削颤振预测方法。试验结果表明：在磨削过程中,固有频率频带能量会随着磨削状态的变化而变化,利用稳定磨削状态下的固有频率频带能量百分比建立 ARIMA预测模型,预测结果与真实值十分接近,能够准确预测磨削颤振的发生。     

Research on the Comprehensive Demodulation of Gear Tooth Crack Early Fault

The component of gear vibration signal is very complex,when a localized tooth defect such as a tooth crack is pre- sent,the engagement of the cracked tooth will induce an impulsive change with comparatively low energy to the gear mesh signal and the background noise.This paper presents a new comprehensive demodulation method which combined with amplitude envelop demodulation and phase demodulation to extract gear crack early fault.A mathematical model of gear vibration signal contain crack fault is put forward.Simulation results based on this model show that the new comprehensive demodulation method is more effective in finding fault and judging fault level then conventional single amplitude demodulation at present.     

点蚀孔腐蚀钢构件力学性能劣化简化分析方法

点蚀是一种局部和剧烈的腐蚀形态,导致钢结构构件力学性能退化,突然之间发生事故,对结构整体造成安全隐患.本文针对具有点蚀孔腐蚀特征的钢构件,提出一种通过等效弹性模量定量评价其力学性能劣化程度的简化分析方法.依据周期喷雾复合试验数据,以锈蚀率和最大点蚀深度为基础,对点蚀孔深度、直径及分布情况作出适当假定;考虑涂层寿命的影响,以锈蚀率相等为原则建立人工加速腐蚀试验和海洋大气条件下Q235钢构件腐蚀情况的转换关系.建立考虑点蚀影响的有限元构件模型,通过轴向均布力作用下的构件变形确定海洋大气环境不同暴露时间下点蚀构件的等效弹性模量,提出点蚀构件力学性能劣化分析的实用计算方法.数值算例验证了上述采用等效弹性模量分析腐蚀构件受力性能方法的正确性;计算结果表明,在相同锈蚀率条件下,点蚀构件的等效弹性模量低于均匀腐蚀构件.     

少齿数圆柱斜齿轮加工新技术及理论计算

通过实例介绍了用花键铣床加工少齿数（2～5个齿）、小直径圆柱斜齿轮的新方法，此方法较传统滚齿机加工可提高效率10倍以上.文章给出了用花键铣床加工圆柱斜齿轮的无差动分齿挂轮公式，并用微分法推导了分齿挂轮比的计算允许误差要求的计算公式.指出用高速珩磨技术可以提高齿轮精度答7级以上，粗糙度达Ra0.4，降低啮合噪声到70?dB以下.     

单齿裂纹行星轮系合成刚度的劣化特性

行星轮系由于结构复杂,其齿面损伤对系统动态特性的影响不易评估,因而为行星轮系的故障诊断带来很大障碍.以某NGW21型行星齿轮减速器为研究对象,在内齿圈固定的前提下,研究了健康轮系的刚度合成方法以及齿面损伤条件下的刚度劣化行为.采用能量法获得了行星轮与太阳轮和内齿圈单独啮合时的刚度分布曲线,进而基于轮系内部的运动关系和各行星轮之间的相位关系,建立了多点同时啮合工况下的轮系刚度合成方法.针对太阳轮、内齿圈分别存在不同深度裂纹的情况,探讨了裂纹齿轮与行星轮单独啮合时的刚度分布,并最终对同一行星轮参与的内、外啮合刚度进行了合成.结果表明:太阳轮裂纹引起的整体刚度劣化更为明显,将更显著地影响行星轮系的响应特性.     

一种基于场指纹法的金属管道小腐蚀坑的求解方法

针对场指纹法(FSM)对小腐蚀坑检测精度偏低的问题,根据小腐蚀坑会对被测管道的电流分布产生影响的现象,提出一种细分的电阻链网络模型,利用主辅电压和细分电阻网络的特定关系来准确求解小腐蚀坑,并且分析发现不同位置、不同深度和不同直径的小腐蚀坑对主辅电压有着特定的影响,进而提出了一种利用主辅电压来准确求解小腐蚀坑的方法.该方法的本质在于引入了多个已知参量,从而可以求解出多参量的小腐蚀坑.理论分析和实验表明,提出的求解小腐蚀坑的方法能够有效提高小腐蚀坑的检测精度,发展并完善了FSM方法.