基于VMD的带式输送机齿轮箱故障诊断

针对高湿、高粉尘、易腐蚀的恶劣工作环境下管状带式输送机齿轮箱早期微弱故障特征提取困难的问题,提出了基于改进变分模态分解（VMD）的带式输送机齿轮箱故障诊断方法。首先利用齿轮箱故障机理模型确定模态分量个数,通过优化搜索选择最优的频带惩罚因子,得到最优的满足适应度函数的分解参数组合,克服了人为随机设置分解参数对分解结果带来的不确定性;然后利用参数优化后的VMD对齿轮箱故障信号进行分解,并对各个分量进行包络解调分析来提取齿轮故障特征。仿真信号和工程实际信号的分析结果表明,该方法能够准确、清晰地提取齿轮箱故障特征。     

管状带式输送机的托辊群振动噪声分析

:针对管状带式输送机工作过程中产生的振动噪声问题,提出了一种基于有限元 边界元理论的托辊群振动噪声分析方法.分析了托辊组与管带之间的单辊接触、双辊接触及三辊接触３种接触工况,并以现场实测的托辊受力频谱作为激励源,结合托辊有限元 边界元混合声场分析模型,仿真获得了３种接触工况下托辊的声压级频谱图,提取了各频段声压级;利用声压级叠加的方法,进一步获得了３种接触工况下托辊群在监测居民点处的总声压级;通过声学传感器对现场噪声进行实测,并与仿真结果进行对比,验证了仿真方法的可靠性.     

双压力角非对称齿廓渐开线齿轮的振动分析

基于非对称渐开线圆柱齿轮传动时的啮合机理和齿轮系统动力学。同时考虑到齿轮系统时变啮合刚度和静态传递误差的影响，建立了齿轮动力学模型，利用数值积分和数值仿真方法对其进行了非线性振动研究。比较了标准齿轮与非对称齿轮的振动特性，分析了齿轮系统各参数对系统动态特性的影响。仿真结果对考虑动载荷情况下的油膜厚度计算提供了基础数据，为进一步研究非对称渐开线的各种特性提供了理论依据。     

非对称齿廓齿轮弯曲疲劳强度理论分析与试验

为提高齿轮承载能力设计齿轮两侧压力角不等的非对称渐开线新齿形,推导双压力角非对称齿廓齿轮工作齿侧与非工作齿侧的渐开线齿廓方程和齿根过渡曲线方程,通过迭代计算和优化策略提出非对称齿廓齿轮疲劳强度解析法计算公式。编制生成非对称齿轮齿廓的参数化程序,在此基础上建立非对称齿廓齿轮有限元分析模型。通过解析法对不同压力角组合的非对称齿廓齿轮弯曲应力和危险截面位置计算得出,随着工作齿侧压力角的增大齿根最大弯曲应力逐渐降低,单齿啮合区向齿顶偏移;通过对有限元模型进行计算得出的结果与解析法一致,应用最小二乘法拟合出非对称齿廓齿轮齿根弯曲应力随工作齿侧压力角变化的计算公式。采用数控电火花线切割方法加工制造非对称与标准齿廓齿轮,在高频疲劳试验机上采用双齿脉动加载方法对其进行疲劳强度试验。试验结果表明,非对称齿廓齿轮在相同寿命下比对称齿轮极限载荷提高了50%,非对称齿廓齿轮的应力值变化趋势与前两种方法是一致的。     

基于颗粒阻尼的柱塞泵减振研究

柱塞泵以及相关管网振动过大的问题,是困扰油田注水泵站安全生产的难题之一,极大的管道振动常常会引起管道的疲劳破裂,从而引发流体泄漏等安全事故。研究了基于颗粒阻尼的专用减振器,并基于有限元与离散元耦合分析算法,建立了颗粒阻尼技术阻尼分析模型,然后利用有限元方法,分析了增加颗粒阻尼前后的设备减振效果,并结合现场测试数据以及空间安装位置,设计了合理的阻尼减振方案,并完成了阻尼器的现场安装与调试,研究发现,增加颗粒阻尼减振后,设备的振动烈度降低57.5%以上,进出口管线降低45%以上,确保了设备的安全运行。     

基于粒子阻尼的动力装置基座减振优化设计研究

以动力装置安装基座为研究对象,通过理论解释粒子阻尼的减振特性,借助有限元和离散元等仿真工具,确定粒子阻尼的初步设计方案,并通过振动特性及振动能量分析优化其布置位置,并对粒子的材质、粒径、填充率、表面摩擦因数、表面恢复系数等参数进行优化,确定最终的设计方案.设计仿真计算的模型验证试验台,通过减振特性测试,从粒子的材质、粒...     

矿用减速器双压力角弧齿锥齿轮轻量化设计与制造

矿用减速器的结构对整机轻量化影响很大,优化弧齿锥齿轮的结构尺寸能有效减少减速器齿轮、轴承座和箱壳的质量。针对矿用减速器的工作状况,提出在工作齿面采用大压力角,在非工作齿面采用标准压力角的非对称弧齿锥齿轮。对双压力角非对称弧齿锥齿轮的啮合传动原理、齿轮副齿面方程进行了推导,分析非对称设计对工作齿面压力角变化范围的影响,对减速器弧齿锥齿轮齿形进行计算,对比了对称和非对称弧齿锥齿轮主动轮和被动轮。设计并制造了非对称单面刀盘和双面刀盘,加工出双压力角非对称弧齿锥齿轮,通过解析法、有限元法及封闭式齿轮实验台对非对称弧齿锥齿轮承载能力进行计算、仿真和实验。结果表明非对称弧齿锥齿轮轻量化效果明显,轻量化后的非对称弧齿锥齿轮能够替代原减速器对称齿轮。     

管带机噪声影响下的蜂窝复合结构设计

为了降低管带机运行过程中的噪声，提出了一种针对管带机噪声的蜂窝复合结构隔声屏。首先，基于有限元-边界元混合声场仿真方法，分析了在管带机噪声影响下现场隔声屏的隔声效果；然后，结合有限元-离散元耦合模型，分析了蜂窝复合结构的隔声性能，发现蜂窝复合结构的隔声量较现场隔声屏高了15.79 dB；接着，通过对蜂窝复合结构隔声屏的形状进行优化设计，得知增设斜板角度为60°、长度为700 mm的隔声屏隔声效果最佳；最后，根据现场测量结果验证了仿真方法的可靠性，并通过蜂窝复合结构隔声性能试验，验证了该结构对管带机噪声有良好的抑制作用。