基于自愈化的齿轮箱常见故障修复.pdf

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1、·机械研究与应用·2013年第4期(第26卷，总第126期)经验交流基于自愈化的齿轮箱常见故障修复殷杰，何俊，周素萍，黄炜(汕头大学，广东汕头515063)摘要：通过对国内外工程材料表面磨损、裂纹自愈合技术以及转予自动平衡系统的研究现状进行分析，将故障自愈化技术引进到齿轮箱中，以实现在工作过程中齿轮箱内零件的磨损、裂纹以及轴系不平衡的故障自修复。关键词：齿轮箱；自愈；磨损；裂纹；不平衡中图分类号：TH12文献标志码：B文章编号：1007—4414(2013)04—0167—02CommonFaultoftheGearboxanditsRecoveryBasedonSelf—-

2、healingYINJie，HEJun，ZHOUSu-ping，HUANGWei(ShantouUniversity，ShantouGuangdong515063，China)Abstract：ThroughtheresearchOilcurrentstatusandprogressesoftheself—healingtechnologiesofengineeringmaterialsur—faceabrasionandcrackandtheautomaticbalancesystemoftherotor，theself-recoverytheoryisintroduced

3、intothegearbox，itcanmakethefaultrecoveredbyitselfsuchasabrasion，crackandimbalaneeoftheshaftsystemingearbOX．Keywords：gearbox；self-healing；abrasion；crack；imbalance1引言通过对机械设备运行状态及工况实时监测，分析可能齿轮箱是改变转速和传递动力最常用的传动部产生故障的条件及预兆，采用比较判别、诊断预测、智件，常因磨损、裂纹、不平衡等故障而失效。虽然状态能决策和主动控制方法在运行中使机械设备自行修监测和故障诊断，预知维修(P

4、DM)和智能维护(IM)复机器部件的损伤，从而抑制故障的产生2J。等先进技术已被广泛应用到了选择机械设备中，但工3故障自愈化研究现状作过程中也往往因为齿轮箱的故障造成重大损失，甚随着智能材料研究的日益深入及自平衡技术的至机毁人亡。发展，如何实现材料磨损、裂纹、转子不平衡等故障的如何准确的诊断、预测出这些故障，通过智能决自愈合，已成为学术界关注的热点。策和主动控制，使这些故障在运行中自行消除，最终我国从乌克兰进口的一种“金属磨损自修复材使齿轮箱实现正常运转，就变得尤为重要。料”，可在摩擦副表面形成一层具有一定硬度的摩擦2故障自愈机理改性修复膜。通过北京铁路局用其在内燃机车上的故

5、障自愈是模仿生物体损伤愈合，通过物质补给试验表明，这种材料可降低油耗，增长内燃机寿命。或能量补给机制，使材料的微损伤能得以自动愈哈尔滨第一工具厂通过对麻花钻实施金属磨损自修合¨，从而消除隐患。其自愈过程如图1所示。复材料应用技术，与未采取该技术的同种型号直柄麻花钻在同等加工条件下的对比试验表明：采用金属磨损自修复材料应用技术的麻花钻使用寿命提高了5倍以上，切削刃可保持持久锋利。2003年赵迎祥、肖亚航等综述了工程材料表面及内部微裂纹自愈合技术及其机理的研究现状和进展，并提出了普通金属材料使用过程中所产生裂纹的愈合技术和机制。ScottWhite等人在复合材料中放入有愈合剂的目

6、前故障自愈在机械装备系统上得到了广泛应微型胶囊(1．3％的环烷酸钴)和催化剂(1．3％的用，其研究主要包括以下几方面：故障白愈调控技术、二甲胺)，当材料中出现裂纹时，胶囊中的愈合剂释自修复技术、代偿技术、自防护技术和免疫技术。机放出来通过纤维导管流到损伤区并与埋人的催化剂器故障自愈(FaultSelf—recoveryTheory，FST)主要是接触产生聚合作用，将裂纹闭合。收稿日期：2013—06—16作者简介：殷杰(1988一)，男，湖南益阳人，在读硕士，研究方向：齿轮箱的状态监测与故障诊断技术。·167·经验交流2013年第4期(第26卷，总第126期)·机械研究与应用

7、·纪晓钢通过加入少量微胶囊到复合材料的齿轮大分子的断链结合可逆反应能力，通过类似于扩散焊中，并通过对比试验发现微胶囊可修复齿轮中的疲劳接的机理焊合裂纹，实现自修复。点蚀裂纹等缺陷，利于延长齿轮的寿命和降低成本。外置型自愈合技术通过在齿轮箱各零件中易发在实现转子的自动平衡方面，2008年，王仲生、陈晓生裂纹的部位布置纤维导管或微胶囊，当基体材料在理通过对转子不对中的故障机理进行分析，提出了利外界作用下产生裂纹时，齿轮或轴承的裂纹前沿的纤用量子调控原理对早期不对中故障进行自愈的方法，维导管或者微胶囊受力破裂