變工況齒輪箱故障診斷方法綜述

齒輪箱是機(jī)械驅(qū)動(dòng)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(duì)運(yùn)行在變工況下的齒輪箱故障進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)和有效識(shí)別。綜述了外對(duì)于變工況齒輪箱故障診斷技術(shù)、研究現(xiàn)狀及進(jìn)展,并簡(jiǎn)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(shì)。

  齒輪箱是現(xiàn)代裝備制造業(yè)中傳遞運(yùn)動(dòng)和調(diào)配速度的重要功能部件、同時(shí)也是故障多發(fā)部件。傳統(tǒng)的基于振動(dòng)測(cè)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(lái)源于設(shè)備劣化或失效,通過(guò)對(duì)平穩(wěn)工況下的齒輪箱振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理、特征提取以及模式識(shí)別,提升齒輪箱狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷。然而,實(shí)際上不少重要裝備使用的齒輪箱運(yùn)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(dāng)前1、5MW和2Mw的主流風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配備的風(fēng)電增速齒輪箱、直升機(jī)用行星齒輪減速箱、各種車(chē)輛使用的變速箱、石化企業(yè)支持負(fù)荷調(diào)節(jié)的生產(chǎn)線上使用的齒輪箱等都運(yùn)行在變工況之下。

  對(duì)在這些場(chǎng)合應(yīng)用的齒輪箱進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷常常因?yàn)槠溥\(yùn)行工況的不穩(wěn)定造成故障特征的動(dòng)態(tài)變化,有時(shí)運(yùn)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(cè)、診斷及預(yù)測(cè)的難度。由于運(yùn)行工況造成的信號(hào)不平穩(wěn)與齒輪箱驅(qū)動(dòng)振動(dòng)信號(hào)處理方法的平穩(wěn)假設(shè)相違背,甚至?xí)挂恍┰诙ㄞD(zhuǎn)速、定載荷下強(qiáng)有力的處理工具變得無(wú)能為力。