變工況齒輪箱故障診斷方法綜述

齒輪箱是機械驅(qū)動鏈中的關(guān)鍵且故障多發(fā)部件,傳統(tǒng)齒輪箱診斷方法難以對運行在變工況下的齒輪箱故障進行準確的檢測和有效識別。綜述了外對于變工況齒輪箱故障診斷技術(shù)、研究現(xiàn)狀及進展,并簡要討論了變工況齒輪箱故障診斷方法的應(yīng)用現(xiàn)狀及可能的發(fā)展趨勢。

  齒輪箱是現(xiàn)代裝備制造業(yè)中傳遞運動和調(diào)配速度的重要功能部件、同時也是故障多發(fā)部件。傳統(tǒng)的基于振動測試的齒輪箱診斷技術(shù)設(shè)定工況常常是定轉(zhuǎn)速、定載荷,并假設(shè)異常響應(yīng)只來源于設(shè)備劣化或失效,通過對平穩(wěn)工況下的齒輪箱振動信號進行處理、特征提取以及模式識別,提升齒輪箱狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷。然而,實際上不少重要裝備使用的齒輪箱運行工況并非通常設(shè)定的定轉(zhuǎn)速、定載荷,而是變轉(zhuǎn)速、變載荷的變工況。例如,當前1、5MW和2Mw的主流風力發(fā)電機組配備的風電增速齒輪箱、直升機用行星齒輪減速箱、各種車輛使用的變速箱、石化企業(yè)支持負荷調(diào)節(jié)的生產(chǎn)線上使用的齒輪箱等都運行在變工況之下。

  對在這些場合應(yīng)用的齒輪箱進行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷常常因為其運行工況的不穩(wěn)定造成故障特征的動態(tài)變化,有時運行工況的變化在特征層的反映與故障引起的變化相似,增加了特征提取的難度,從而增加了有效監(jiān)測、診斷及預測的難度。由于運行工況造成的信號不平穩(wěn)與齒輪箱驅(qū)動振動信號處理方法的平穩(wěn)假設(shè)相違背,甚至會使一些在定轉(zhuǎn)速、定載荷下強有力的處理工具變得無能為力。