行星轮系故障动力学仿真及其诊断软件开发

行星齿轮箱的诸多传动优点使其越来越广泛地被应用于诸多机械设备中,其振动响应比定轴齿轮箱更为复杂,相应的动力学模型建立及故障诊断成为近年来的研究难点和热点。建立了行星齿轮系统动力学模型;通过对行星齿轮系统动力学模型的求解,并利用MATLAB/Simulink模块对模型进行分析,得到了行星轮断齿时系统的频谱响应特性;同时,运用现代信号处理方法,以面向对象的程序设计语言Visual C++6.0和关系型数据库SQL Server为工具,建立故障诊断类型及信号处理方法数据库,将不同故障特征录入故障库,研究开发了一套行星轮系健康状态监测和故障诊断的软件。运用行星齿轮箱故障诊断实验台对所设计软件进行试验测试,通过试验信号的对比,验证了动力学模型分析结果的准确性以及该软件具有可用性和准确性。     

考虑磨损的3z-Ⅱ型行星轮系传动误差特性研究

传动误差作为行星齿轮传动重要的性能参数之一,反映了工作时的精度问题,而长时间工作造成的齿面磨损会影响传动精度。针对该问题,以3z-Ⅱ型行星传动为研究对象,考虑齿轮固有误差以及各零件的安装误差建立整个传动系统的传动误差模型,并利用概率分析及蒙特卡罗方法进行模拟计算,得到接近实际的理论传动误差模型。基于Archard磨损模型,结合赫兹接触模型,建立齿轮的磨损模型。得到各个齿轮的齿面磨损深度,将各个齿轮的磨损深度等效为齿廓误差,建立基于齿面磨损的传动误差模型。对两个模型的仿真结果对比分析,考虑磨损时,整个传动系统的传动误差有所增加,传动误差集中在-0.42′～3.75′,平均值为1.71′;相比无磨损时,正向传动误差增大,负值降低。     

点蚀故障行星轮系动态特性分析

获取啮合力特性是开展行星轮系故障诊断的基础。运用SolidWorks与ADAMS建立健康状态和太阳轮点蚀故障状态下行星轮系的虚拟样机,合理设置仿真参数,对太阳轮与行星轮之间的啮合力进行仿真研究。结果表明：在太阳轮点蚀故障状态下,太阳轮与行星轮之间啮合力的时域波形具有周期性的冲击和调幅现象;啮合力的频域波形不仅出现了行星架的转频和太阳轮点蚀的故障特征频率,而且在行星轮系啮合频率及其倍频两侧出现了太阳轮点蚀故障特征频率的调制边频带;点蚀越严重,边带主频幅值比增大越明显。研究结果为行星轮系的早期故障诊断提供一定的理论参考     

基于ADAMS的行星轮系均载特性研究

以轮毂减速器中的NGW型行星轮系为研究对象,建立考虑齿面摩擦的十自由度动力学模型,并推导了动力学方程。通过ADAMS仿真得到齿轮之间的接触力,分析了有无齿面摩擦情况下浮动结构以及输入转速、载荷、摩擦因数对行星轮系均载特性的影响。结果表明：不论有无齿面摩擦,双浮动结构的均载性能优于单浮动结构和无浮动结构;系统均载系数随输入转速的增加而增加,随载荷的增加而减小,随摩擦因数的增加而小幅度变化。     

风电增速箱行星轮系动力学固有特性研究

对风电增速2K-H型行星轮系的固有动力学特性进行了研究,在考虑行星轮公转自由度基础上建立了平移一扭转行星轮系动力学模型.分析了系统的固有频率、振型及设计参量等对动力学固有特性的影响.计算得出了行星轮系在时变啮合刚度下的固有振型空间图,计算结果为风电行星轮系的动态设计提供了理论依据.     

基于行星轮系的车削中心用动力刀座设计与研究

车削中心可有效提高生产效率和加工精度,使用车削中心进行钻孔、攻丝、铣削等加工需要采用自身具有独立动力源的动力刀座.设计了一种以行星轮系为主传动机构的车削中心用增速动力刀座,该刀座具有传动效率高、体积小、质量轻、刚度好等显著优点.     

大型立磨的检验技术和质量控制

应用铆焊工艺知识和铆焊检验技术对立磨进行分析,确定立磨的底座、选粉机壳体、立柱为检验要点,通过质量过程控制等手段有效地保证了产品质量。     

大型行星轮系功率分流分析与疲劳可靠性研究

行星轮间的功率分流行为使得行星机构具有较高的能量传输密度,但偏载会导致行星机构的功率无法按照理想状态分配,增大齿轮间的啮合力,影响整个系统的使用寿命和可靠性。基于某型号重型直升机行星减速器的结构特征,构建大型行星轮系的有限元仿真模型,对行星传动系统进行准静态力学和运动学分析,获得系统中各类齿轮的危险应力历程,为可靠性分析模型提供载荷输入变量,以弯曲疲劳试验获得的齿轮强度数据作为可靠性分析模型的强度输入变量。使用统计学最小样本量的概念进行齿轮和轮齿寿命转换,建立行星齿轮系统可靠性分析模型,完成行星系统不同状态下疲劳可靠度的数学映射。偏载状态下,行星齿轮系统可靠度为92.32%,证明偏载会影响系统疲劳可靠性,降低齿轮的有效使用寿命。     

变风况下风电机组增速行星轮系振动疲劳寿命分析

对时变风载条件下,风电机组增速行星轮系产生的振动冲击对装备疲劳寿命的影响进行研究。以1.5 MW风电机组2K-H斜齿增速行星轮系为研究对象,建立Davenport风速模型,通过有限元分析行星轮系振动激励响应,获取输入载荷的功率谱密度(PSD),拟合材料S-N曲线。采用Lalanne频域疲劳损伤理论,在nCodeDesignLife软件中对行星轮系疲劳寿命进行分析,获得了行星轮系疲劳破坏分布及理论使用年限,为前期增速行星轮系寿命的可靠性设计提供理论依据。     

立磨减速器中简体的焊接

立磨是一种理想的大型粉磨设备,广泛应用于水泥、电力、冶金、化工、非金属矿等行业。立磨减速器为立磨中的关键件,如果其渗漏不但影响机器的外形美观,而且浪费油品,给设备的维修维护造成很大麻烦,而在立磨减速器中,中筒体的焊接是重点和难点。本文针对中筒体所用材质35CrMo进行焊接性分析及焊接工艺评定,制定合理的焊接工艺规程,用于指导中简体的焊接,并取得成功。     

陶瓷刚玉磨料行星磨干法造粒研究

本文对陶瓷刚玉磨料干凝胶颗粒进行形状控制的造粒工艺进行了研究,对影响造粒的主要参数进行了讨论.采用扫描电子显微镜(SEM)对磨料的颗粒形貌进行了观察,采用筛分法对磨料的粒度分布进行了测定.研究结果表明:合适的料球比既能使干凝胶颗粒受到磨介的充分作用,又能避免过粉碎;磨介形状和大小的级配对颗粒形状的控制有着重要影响;合理的球磨转速使磨介对干凝胶颗粒的作用得到充分的发挥;通过对造粒工艺参数的适当选择,获得了粒度分布范围集中的等积形陶瓷刚玉干凝胶颗粒粉料.     

立磨及其传动装置技术的现状和趋势

本文介绍了立磨及其传动装置技术的现状,分析传动装置技术水平是影响立磨大型化、规模化发展趋势的重要因素。提出了多分流均载技术、双行星传动形式等新技术,采用“建模＋齿面接触仿真＋计算机分析调整＋精密数控切削”新工艺,精密制造大规格螺旋锥齿轮等,实现5～6MW的超大型立磨传动装置。     

立磨主轴装配和轴承游隙的测量与调整研究

针对某新型立磨关键核心部件主轴装置结构特点和装配精度要求,论述了主轴装置的装配方法及顺序,研究了立磨主轴轴承游隙的测量和调整方法。实践表明:该方案科学合理,有效保证了产品的装配质量和工期要求。     

大型球铁件风电行星架造型工艺优化设计研究

简述了一种大型球墨铸铁件风电调速器行星架铸造生产过程中的两类典型的造型工艺及其优缺点;介绍了优化的造型工艺的特点及其技术要点,这些可使所铸造的行星架造型工艺简化、造型效率高、造型工序成本低.     

大型储罐倒装法施工立焊自动焊接工艺

发展大型储罐倒装法施工技术过程中,为了全面实现倒装法施工罐壁立缝的全自动焊接,从焊机结构改善、罐壁组装工序调整、焊接工况改进等方面开展工作,创造出全自动气电立焊焊接的作业条件,并制定相适应的焊接工艺,最终实现了罐壁立缝的气电立焊焊接。相较于正装法立缝自动焊接工艺,倒装法立缝自动焊接在地面操作实施,操作更加便利、安全,质量更易于控制。     

基于PRO/E与ADAMS二级行星齿轮传动系统的动力学研究

多级行星轮系结构复杂,运动学与动力学的表现难以确定。文章以二级行星齿轮传动系统为研究对象,确定太阳轮、行星轮与内齿轮之间正确的啮合参数,利用三维造型软件PRO/E建立行星齿轮传动系统的实体模型,以动力学分析软件ADAMS为平台建立虚拟样机模型,进行传动系统的运动学与动力学仿真。仿真得到系统的传动比、输出轴的输出速度以及齿轮之间的径向力与圆周力,结果与理论计算结果吻合度很高,说明虚拟样机模型的构建合理。仿真结果可对多级行星齿轮减速器的优化设计和工程分析提供理论依据。     

大型球墨铸铁件风电调速器行星架的铸造

简述了一种大型球墨铸铁件风电调速器行星架生产过程中出现的缩孔(松)缺陷的原铸造工艺生产状态,分析其形成缩孔缩松缺陷的成因;介绍消除该类缩孔缩松缺陷所采用的几种主要工艺方法和措施:浇注系统的优化设计、冒口系统的改进、冷铁的优化设置、浇注工艺的改进等措施;使所生产的大型球墨铸铁件风电调速器行星架有效地消除了缩孔缩松缺陷.     

2000MW级风电行星架大型铸钢件的铸造工艺优化设计

分析了2000MW级风电行星架大型铸钢件铸造生产过程中出现的缩孔缺陷的成因.提出了消除该类缺陷的几种主要工艺措施和方法:浇注位置的合理选择、浇注系统的优化设计、冒口系统的改进、冷铁的优化设置、浇注工艺的改进等措施.通过采用这些措施,有效地消除了铸件的缩孔缺陷.     

大型储罐倒装法施工立缝气电立焊工艺

新疆油建在50 000 m3浮顶储罐倒装法施工和100 000 m3外浮项储罐倒装法施工时,由于国内通用的背面加水冷铜衬垫的立焊气电立焊焊接工艺和焊机不适用,开发了CO2半自动焊打底,气电立焊焊接一次成形的焊接工艺.通过现场运用,CO2气体保护焊打底和气电立焊组合的焊接工艺操作简单,工效高,成形好,焊接合格率在98%以上,填补了一项大型储罐倒装法施工立缝自动焊接工艺的空白.