基于阶次——趋势分析的变速器齿轮耐久性早期故障诊断.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术NO．82012年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2012文章编号：1001—2265(2012)08—0074—04基于阶次——趋势分析的变速器齿轮耐久性早期故障诊断严军富，乔凤斌(上海航天设备制造总厂，上海200245)·摘要：研究变速器齿轮在耐久性测试过程中基于振动信号的早期故障诊断方法。在传统的阶次分析的基础上，结合趋势指数分析方法，建立时间——阶次的三维变化谱，监测变速器齿轮振动特性的时变过程。和传统

2、的测试监控方法相比，能够早期及时地提供故障状态和故障起因的相关信息，避免其在试验中加剧为永久性损伤。为设计者确定变速器产品中的薄弱元件、改进结构优化变速器性能提供依据。关键词：阶次分析；趋势分析；耐久性测试；故障诊断中图分类号：TH115文献标识码：AEarlyDamageDetectionBasedonOrder-trendAnalysisThroughtheGearEnduranceTestYANJun—fu，QIAOFeng—bin(ShanghaiSpaceflightManufacture(Group)Co．

3、，Ltd，Shanghai200245，China)Abstract：Ananalysismethodforearlydamagedetectionbasedonthevibrationsignalsduringthegearendurancetests．Trendindexanalysiswasintegratedwiththetraditionalorderanalysistoestablishanewthreedimensionalchartoftime—order，andthenthismethodwasapp

4、liedtothedetectionofvibrationpat—tern．Incontrastwithtraditionalfaultdiagnosismethods，defectscanbedetectedveryearly，beforetheydevelopintopermanentdamageoftheproductundertest．Thismethodcanbeusedtothedetectionoftheweakpointwhichshouldalsobetakenasaguidelinecontribu

5、tionforthedevelopment．Keywords：orderanalysis；trendindexanalysis；endurancetests；faultdiagnosis振动信号监测作为最为成熟的故障诊断方法，O引言由于变速器的内部结构复杂、频率成分较多，并且升在当今机械工业的激烈竞争中，产品研制和开降速阶段的变速器振动信号为非平稳信号，许多文发的周期变得越来越短。变速器作为汽车传动系中献引入阶次分析对变速器振动信号进行故障诊断，最为重要的组成部分，其早期故障检测的意义越来解决了传统频谱分析难以克服的问

6、题。。越重要。变速器齿轮经常在接近物理极限的条件下本文在传统的阶次分析基础上结合趋势指数分运行，是对材料、结构和工艺最优组合的考验，因而析方法，建立时间——阶次的三维谱，通过对变速器也是最容易产生故障的环节。早期及时的终止测试耐久性试验，实时监测整个测试过程中的齿轮振动过程，可以保护变速器齿轮及其测试试验台不被完特性，获取故障产生原因和故障演变过程，用于发现全损坏，获取故障发生原因和故障演变过程的详细产品中设计中的薄弱环节，作为产品开发研制阶段信息。一般而言，故障初发时非常小，但是最终会的经验和技术积累。呈几何级数态势

7、发展为严重损坏。例如齿轮上的裂1阶次跟踪分析纹会导致在随后的试验运行中齿折断并继而导致其它零部件的损坏。在极端情况下一个小小起因可以阶次跟踪分析方法其实质是将时域的非稳态信损毁被测件并导致其它严重后果。号通过恒定的角度增量采样转变为角域平稳信号，收稿日期：2012—02—02；修回日期：2012—02—14作者简介：严军富(1985一)，男，浙江宁波人，助理工程师，研究方向为汽车自动化装备技术，(E2012年8月严军富，等：基于阶次——趋势分析的变速器齿轮耐久性早期故障诊断·75·因而阶次跟踪分析可以很好抑制转速变化对

8、振动信测变速器的实时振动信号对比参考基准，将实时信号分析的影响。由于变速器测试时的振动信号和转号超过容限的这一部分构成偏差谱，定义所有偏差速有密切联系，即其振动频率表现为转速频率的整谱幅值取绝对值后线性叠加后的值为趋势指数，实倍频或分数倍频，其振动信号是非平稳、非高斯分布时变化的趋势指数构成趋势曲线，揭示了不同时间信号。因此，利用