基于多传感信号的齿轮箱振动特性

发表时间:2021/5/21   来源:《科学与技术》2021年第29卷4期   作者:陈洪喜
[导读] 为切实充分解决处置因使用单一性传感技术信号而引致的非稳定性技术问题
        陈洪喜
        中国航发哈尔滨东安发动机有限公司   黑龙江哈尔滨    150066
        【摘要】为切实充分解决处置因使用单一性传感技术信号而引致的非稳定性技术问题,可选择多传感技术信号作为研究分析对象,借由小波包分解处理方法,以及快速傅立叶变换处理方法具体获取到处在不同频段的能量比系数。本文将会围绕基于多传感信号的齿轮箱振动特性,展开简要的阐释分析。
        【关键词】多传感信号;齿轮箱;振动特性;探讨分析

        作为能量传递技术系统中的关键性技术组件,如齿轮箱技术设备、发动机设备等能够执行转动过程的机械技术组件,已然实现在现代制造技术领域,以及工业产品内部的普及运用。在某些具体的应用技术场所之中,转动机械技术设备通常会在多元化因素的影响作用之下引致出现技术缺陷问题甚或是技术故障问题,继而显著影响技术系统的性能表现状态,甚至会引致机器设备发生损坏技术问题。从上述分析可以知道,开展针对转动机械技术设备振动特性的研究分析工作具备充分必要性,其主要作用在于能够全面发现和揭示具体发生的技术故障类型,继而制定针对性的应对手段。
一、齿轮箱设备振动测试分析
        选择运用借由一级减速齿轮箱设备充当基础组成部分的技术状态动态监测实验应用平台,其在基本的组成结构方面,包含一台伺服电机技术设备、一个一级减速齿轮箱技术设备、一个扭矩传感器技术组件、一个磁力制动器技术组件,以及一个制动控制器技术组件,参见图1。

图1:技术状态动态监测实验应用平台的结构示意图
        在具体运用过程中,出于对各类具体使用需求的支持满足,通常需要基于实验应用平台内部的不同空间位置安装配置三维加速度传感器技术组件(PCB-356A16),参见图2。

图2:实验应用平台之上安装配置传感器技术组件的状态示意图
        对于齿轮箱技术设备安装配置的驱动齿轮技术组件,以及被驱动齿轮技术组件而言,其具体涉及的相关性技术参数项目和数据如表1所列示。在齿轮箱技术设备内部安装配置的齿轮技术组件之中,驱动齿轮技术组件具备多样化长度表现类型的径向裂纹现象,其具体表现类型涉及无裂纹类型、四分之一裂纹类型、二分之一裂纹类型,四分之三裂纹类型。裂纹结构组成部分的长度参数计算公式为:Li=i×(Rb1-r1)/4(i=0,1,2,3),其中,Rb1和r1分别表示驱动齿轮技术组件的齿根圆半径技术参数,以及主轴孔半径技术参数。

二、齿轮箱技术设备的振动技术特性分析
        分别取5种技术工况限制条件下的加速度振动技术信号各50段,将齿轮技术组件的裂纹长度技术参数设置成二分之一,将输入轴技术组件的转速技术参数设置为600.00r/min,将载荷技术参数分别设置为0.00N.m、2.00N.m、4.00N.m、6.00N.m,以及8.00N.m。要分别针对所有选取的技术信号展开三层小波包分解处理过程,其中原始性加速度技术信号(其载荷技术参数设置为6.00N.m)可以运用图3加以表示。

图3:原始性加速度技术信号图示
        在针对如上所述的原始性加速度技术信号展开三层小波包分解处理之后,其在各个频段背景下涉及的小波包系数如图4所示。

图4:小波包分解处理结果图示
        从图4中列示的相关信息可以知道,频段4、频段5,以及频段6的幅值水平最高,在针对处在各频段条件下的技术信号展开快速傅立叶变换处理条件下,其实际获取的频谱分析结果如图5所示。

图5:处在各频段的技术信号的频谱分布状态
结束语:
        综合梳理现有研究成果可以知道,在选择齿轮箱振动技术信号作为研究分析对象条件下,借由对小波包分解方法的利用,可具体获得处在不同技术工况之下的振动技术信号能量频域分布状态。从相关研究工作开展过程中获取的实际情况展开讨论,在技术载荷强度持续增大过程中,技术信号的能量状态通常会从高频阶段转移到低频阶段,并且呈现出集中度逐渐提升趋势。
参考文献:
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