FOCKE700主齿轮箱水平轴密封圈的拆装研究

FOCKE700型小盒翻盖包装机主齿轮箱水平轴A的密封圈在使用过程中会出现老化损坏,导致主齿轮箱漏油,为更换主齿轮箱水平轴A的密封圈,按照传统的维修方法,首先要拆卸传动轴B及其相关零部件,然后再拆卸水平轴A上的所有零部件,并将水平轴A由主齿轮箱内抽出,造成维修停台时间较长.针对上述问题进行分析研究,设计了一套工装夹具,在无需拆卸传动轴B和水平轴A的情况下,就可以完成密封圈的准确安装,有效节约了维修时间.     

双弹性支撑的风电机组传动链振动测试与分析

风机的齿轮箱和发电机分别通过钢板弹簧和弹性橡胶与具有一定刚度的底座相连,具有"双弹性支撑"的结构特点.该特点导致风机运行时固有地存在齿轮箱输出轴和发电机轴之间的轴不对中,使得齿轮箱振动信号出现严重的高阶啮合频率和平稳调制现象.文中通过对1000多组现场测试数据的详细分析,得出齿轮箱、主轴承、发电机轴承和辅助设备的振动特性,验证了"双弹性支撑"对齿轮箱频率特性的影响;鉴于风机自身的结构特点和测试分析结果,分析了传动系统故障诊断的难点和可能的解决途径.     

船用齿轮箱刚度分析与实验

基于船用齿轮箱相关技术条件,考虑轴、轴承、箱体等变形及传动过程中的相互影响,提出以联轴器跳动值作为船用齿轮箱刚度评价的新方法。采用有限元法建立船用齿轮箱的刚度分析耦合模型,得到箱体与轴变形、轴承与轴承座刚度等参数,计算出齿轮箱联轴器跳动值;结合理论分析设计刚度测试实验,根据实验结果与理论分析相对比,误差在11%以内,且满足技术要求,说明以联轴器跳动值作为船用齿轮箱刚度评价的新方法是有效的。     

基于EMD的CRH5动车组万向轴转频能量研究

通过监测CRH5动车组齿轮箱振动,计算万向轴特征频率能量对评估万向轴状态具有现实意义.本文简述了经验模态分解(EMD)的基本方法,对实测200km/h下齿轮箱振动信号进行EMD分解,提取万向轴特征频率成分,并计算其能量.研究结果标明该方法可以有效对万向轴动不平衡进行评估.     

柔性支承下风力机低速轴轴承疲劳寿命分析

随机风载荷和塔架的柔性支承容易使齿轮箱低速轴轴承受到复杂交变载荷,导致轴承疲劳损坏。为研究在柔性支承和变载荷下风力机齿轮箱低速轴轴承的疲劳寿命,文章建立柔性支承下风力机齿轮箱动力学模型,得出低速轴轴承动态载荷,并对轴承进行静力学分析。最后根据准静态学分析法,得到轴承应力谱,并基于Miner线性累积损伤法则对低速轴轴承的疲劳寿命进行估算。分析结果表明,滚动体与内圈接触区域的外侧倒角处接触应力最大,该最大接触应力结果与Hertz理论计算出的应力幅值结果较为一致;考虑塔架柔性支承下得到风力机低速轴轴承疲劳寿命小于其设计寿命,因此在风力机低速轴轴承设计时必须考虑塔架的柔性支承。     

考虑轴柔性的二级齿轮减速器振动噪声研究

针对齿轮箱在实际运行过程中存在的轴系变形问题,提出了一种二级齿轮减速器在多源时变激励作用下振动噪声的计算方法。综合考虑齿轮、轴承时变刚度以及误差激励的影响,并引入二级齿轮相位关系,采用有限元法建立了计入轴柔性的二级直齿轮-轴-轴承系统耦合动力学模型。通过Newmark时域积分法求解系统动力学方程,得到各轴承动载荷,并分析了传动系统的固有特性及轴的静变形特征。采用有限元法对齿轮箱进行模态分析,提取箱体各阶固有频率与振型。以轴承频域动载荷为齿轮箱激励,利用模态叠加法计算得到齿轮箱的振动响应,并采用声学边界元法对齿轮箱的辐射噪声进行了计算。分析了轴柔性和转速对轴承动载荷与箱体辐射噪声的影响。仿真结果表明:计入轴柔性后,轴承动载荷波动幅值降低,激励频率成分也随之减少;在低频段200～900Hz与高频段1 800Hz附近,箱体的主要共振模式发生改变,顶部场点噪声有所降低;随着转速的升高,激起了传动系统轴系弯曲振动模式,并引起传动系统振动幅值增大,且齿轮箱顶部场点噪声明显大于两侧场点噪声。研究结果可为减速器的减振降噪设计提供理论参考。     

基于遗传算法优化BP神经网络的风机齿轮箱故障诊断

风力发电机齿轮箱的故障诊断对于双馈风力发电机组的维修和检测具有重要作用和意义.BP神经网络等算法被应用在齿轮箱的故障诊断中,但是这类算法预测精度不高,易陷入局部极值,只是在一定的程度上适用于齿轮箱的故障诊断,与现实情况相差较大.鉴于遗传算法的可扩展能力强,搜索过程简单且具有强大的全局搜索能力,为了获得更好的诊断性能,利用优势互补原则,本文将遗传算法与神经网络算法相结合,形成混合算法.通过混合算法对风机齿轮箱常见的轴承外圈有剥落坑,输入轴弯曲,轴强烈抖动,轴承内圈划伤,齿轮崩齿等故障进行了测试验证.仿真结果显示,混合算法对减小风机齿轮箱故障诊断误差具有明显的效果,有效地提高了预测精度.     

风电齿轮箱传动误差分析及振动噪声预估

针对一级行星两级平行轴风电齿轮传动系统,综合考虑齿轮时变啮合刚度、啮合阻尼、传递误差等因素,建立31个自由度的弯扭轴耦合集中参数动力学模型,采用变步长Runge-Kutta法对系统动力学微分方程进行求解,得出齿轮传动系统各级传动误差;借助软件建立风电齿轮箱刚柔耦合动力学模型,并导入传动误差,采用模态叠加法求得齿轮箱轴承支反力,并将其作为声振耦合模型的边界条件,采用声学有限元法对风电齿轮箱进行振动噪声预估,并与试验结果对比分析,两者吻合良好。     

风电齿轮箱太阳轮的动态可靠度分析

以1.5MW水平轴风电齿轮箱的太阳轮为研究对象,基于随机载荷作用下的机械零部件动态可靠性模型,对风电齿轮箱太阳轮的可靠度和失效率进行分析与计算,给出风电齿轮箱太阳轮可靠度和失效率随时间变化的曲线,得到齿轮箱太阳轮可靠度和失效率随时间的变化规律.分析结果表明,风电齿轮箱太阳轮的可靠度随时间逐渐降低,失效率随时间逐渐减小,失效率曲线具有"浴盆"曲线中早期失效的特征.该分析结果验证了机械零部件动态可靠性模型的可行性和实用性,对风电齿轮箱零部件试验时间和可靠性寿命的确定具有一定的指导意义.     

风电齿轮箱传动系统的振动特性分析

为了准确描述风电齿轮箱传动系统的振动特性,以2 MW风电齿轮箱传动系统为研究对象,考虑各零部件自身的重力及轴的弯矩对传动系统均载的影响,结合齿轮传动系统动力学理论建立齿轮箱传动系统的动力学模型;为实现齿轮箱传动系统各传动级之间的关联,提出应用联接构件代替零件建立系统刚度矩阵与质量矩阵的方法,建立基于联接构件的齿轮箱传动系统的刚度矩阵和质量矩阵,求解出可分为五种振动类型的固有频率;最后以某风场实测风载荷作为齿轮箱外部激励,采用给定解形式的方法对齿轮箱传动系统的振动微分方程组进行求解,计算得到系统各零部件的振动响应,通过分析可知轴心轨迹的发散程度与零部件振动幅值变化的剧烈程度正相关,且齿轮箱传动系统没有发生共振.为风电齿轮箱传动系统的设计及可靠度计算提供了理论依据.     

纯电动汽车两挡变速箱齿轮振动噪声仿真分析与优化设计

针对一款新型纯电动汽车变速箱振动噪声大的问题,考虑齿轮传动误差的影响,建立了两挡变速箱仿真模型,对传动系统进行动力学分析.采用分块Lanczos法求解变速箱的模态频率与模态阵型.利用耦合声学边界元的方法,以动力学分析的结果作为激励,求解变速箱的辐射声场,并对变速箱的齿轮进行优化设计,仿真与实验证明优化后的变速箱振动噪声得到了明显的改善.     

挡位数设计对纯电动公交车能耗的影响

为系统地分析挡位数对电动公交车能耗的影响及车辆变速箱匹配问题,建立了电动公交车动力驱动系统模型.文中使用动态规划方法对车辆变速箱分别采用4,3,2挡设计,对车辆变速箱在4种工况下进行换挡控制优化,并提取最优双参数换挡策略,得到最优能耗数据.结果表明:以4挡变速箱为参考标准,使用3挡变速箱仅增加约1%的能耗,而2挡变速箱则增加大约5%的能耗.      

基于ITD和模糊聚类的齿轮箱故障诊断方法

为提高齿轮箱故障诊断的准确性与效率,针对其振动信号非线性和非平稳性的特点,提出将固有时间尺度分解(ITD)和模糊聚类(FCM)相结合的齿轮箱故障诊断方法。首先对齿轮箱振动信号进行固有时间尺度分解,提取包含主要故障信息的前4个固有旋转分量(PRC),求取PRC的特征能量作为故障特征向量。然后利用模糊C-均值聚类算法对齿轮箱故障进行识别与诊断,并将该方法应用到现场齿轮箱的诊断中。结果表明,诊断结果与实际情况完全相符,该方法比经验模式分解与模糊聚类相结合的方法具有更高的计算速度和精度,为齿轮箱故障诊断提供了一种新的有效方法。     

大功率船用齿轮箱结构优化

综合考虑齿轮啮合力及箱体重力作用,采用有限元法建立大功率船用齿轮箱的有限元静力学模型,分析计算4种工况下齿轮箱的承载能力,并对原齿轮箱的强度和结构刚度进行分析评价.基于等强度原则,将优化设计与可靠性设计理论相结合,建立齿轮箱优化模型.在满足齿轮箱结构安全的条件下,对齿轮箱进行优化设计.优化后的齿轮箱重量减轻1.06 t,并且强度分布趋向均匀,结构变得更加合理,具有一定的理论和工程实用价值.     

精梳机齿轮箱体结构动力学建模与优化

针对新型精梳机进行整机振动和噪声的测试与分析,确定了精梳机的齿轮箱为整机的主要振动和噪声源.为此,建立了精梳机齿轮箱结构的动力学模型,通过动态仿真对比分析,发现主要振动和噪声是由于齿轮箱体结构构成不合理,导致在箱体在动机构的动力作用下激发出较大的振动和共振噪音.由此对齿轮箱结构进行参数动态灵敏度分析,以箱体前4阶固有频率的加权和作为评价各参数对频率影响的标准,对齿轮箱体结构进行了以第1阶频率提升最大化为目标的优化设计,根据优化建立了新的齿轮箱体结构,新结构在同样工况下具有更好的抗振和低噪声辐射性能.     

风电增速齿轮箱动力学性能优化方法

建立增速齿轮箱动力学分析有限元模型,利用Lanczos法求得齿轮系统的振动模态;以齿轮副时变啮合刚度激励、齿面综合误差激励和轮齿啮合冲击激励为内部作用激励,采用直接积分法求得箱体表面节点的动态响应。选取箱体上12个主要结构参数作为动力学性能优化的设计变量,齿轮箱体积为状态变量,以齿轮箱表面振动加速度的均方根值最小为动力学性能优化的目标函数,利用零阶与一阶优化算法求得最优设计变量。结果表明:优化前后箱体均不产生共振,且满足静力学条件;优化后目标函数减小37.5%,箱体各计算点的振动响应均有较大幅度的减小,最大减小量为54%。     

4级行星齿轮箱振动噪声预估及修形效果分析

为研究修形前后多级行星齿轮箱在复杂激励作用下的振动噪声,以海洋平台升降齿轮箱为对象,建立了耦合4级行星轮系、轴承和箱体的齿轮箱有限元模型,分析了齿轮箱的振动模态;采用静动力接触有限元法求解了修形前后齿轮副的内部动态激励,在此基础上提出了考虑轮齿修形的齿轮箱振动噪声预估方法,利用模态叠加法分别计算了轮齿修形前后齿轮箱的振动响应,并采用声学边界元法对齿轮箱的辐射噪声进行预估。结果表明:修形后4级行星齿轮箱的振动噪声明显降低,对比振动噪声仿真与实测结果,两者吻合良好。     

基于模态测试与分析的齿轮箱测点优化

针对齿轮箱状态检测和故障诊断中,传感器数量难以确定,测点难以定位的问题,提出根据不同测点的频响特性优化测点的方法.在搭建了齿轮箱模态测试系统后,采用锤击模态测试方法对JZQ250齿轮箱模态进行了实测,并识别出箱体的振型和模态参数.重点对箱盖10个测点频响函数特性进行分析,比较测点3个方向频率响应的强弱,给出了10个测点布设传感器的排序.结果表明:箱体上靠近轴承处布设测点,在3个方向上总体上响应强烈,受激励点影响较小;而箱体边缘处测点幅值大小与激励点有关.     

风电增速箱结合部刚度分析及振动噪声预估

为了研究风电增速箱的振动特性和辐射噪声,基于轴承支承刚度及齿轮副啮合刚度分析,建立了风电增速箱轴系扭转振动模型,运用Matlab求解振动微分方程,得出轴系扭振频率及对应振型;综合考虑刚度激励、误差激励及冲击激励,建立了风电增速箱动力学有限元模型,仿真得出增速箱的动态响应。以箱体表面节点振动位移为边界条件,建立了增速箱声学边界元模型,采用直接边界元法求解得到箱体表面声压及场点的辐射噪声。结果表明,风电增速箱扭振频率与激励频率及其倍频相差较大,不会出现共振现象;增速箱结构噪声和辐射噪声的峰值主要出现在高速级齿轮啮合频率的二倍频附近。     

汽车驱动桥壳焊接变形及焊接残余应力有限元仿真分析

汽车驱动桥壳焊接过程中复杂的温度场与焊接残余应力分布使桥壳产生了较大的焊接变形，利用CATIA建立桥壳三维模型， 使用Simufact Welding软件对其焊接温度场和焊接残余应力及焊接变形进行模拟分析，研究了装夹条件对桥壳焊接变形及焊接残余应力的影响.结果表明:桥壳焊接变形以桥壳两端向焊缝方向收缩翘曲变形为主，最大值为11.63mm，桥壳焊缝的焊接残余应力以桥壳轴向方向的拉应力为主.在桥壳焊接冷却阶段，延长夹具对桥壳的约束控制时间(600s)可以有效地减少桥壳的焊接变形及焊接残余应力，与桥壳焊接的全自由冷却(保持夹具对桥壳的冷却控制时间30s)相比，桥壳焊接变形减小了20%~26%.