采用往复摆动方式对工业机器人用精密减速器进行疲劳寿命分析,能更好地反映减速器在实际工作中的受损情况。但在往复摆动实验过程中,减速器运行速度的大小和方向随时都在发生变化,对采集到的振动信号进行频谱分析,定位减速器的故障源十分困难,无法像处理匀转速工况那样直接对时域信号进行傅里叶变换来定位故障点。为此,提出一种阶次跟踪分析方法。通过对机器人用行星摆线针轮减速器疲劳实验过程中采集到的非平稳振动信号进行等角度重采样,得到振动信号的平稳角度域信号;通过对角度域平稳信号进行快速傅里叶变换,得到振动信号的阶次分析图;对减速器的行星轮、摆线轮、曲柄轴、滚针、曲拐轴承的阶次特征进行了分析。通过建立减速器振动信号阶次分析结果与各关键零部件特征阶次的关系,实现了变转速实验工况下行星摆线针轮减速器

裂纹故障会导致齿轮时变啮合刚度发生变化,进而引起系统振动响应改变。以风机增速箱为研究对象,考虑基圆和齿根圆不重合,采用改进能量法分别计算了各级齿轮副的时变啮合刚度,并计算、分析了太阳轮裂纹故障对啮合刚度的影响。风机增速箱运行于自然风载荷环境中,受时变转速和转矩激励,综合考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、啮合误差等因素,利用集中参数法建立风机增速箱的平移?扭转?轴向耦合模型,采用龙格库塔法得到系统的动力学响应,并对响应进行阶次分析,得到了太阳轮裂纹故障对风机增速箱振动响应的影响规律,研究风机增速箱太阳轮裂纹故障失效机理,为风机增速箱在线监测和故障诊断提供了理论依据。

针对传统的频谱分析方法在非平稳工况下导致的"频谱模糊"现象,利用信号模型和阶次分析的方法对风电机组齿轮箱进行了故障诊断研究。建立了非平稳工况下齿轮箱高速级的振动信号模型,推导了其时频谱及阶次谱结构,利用阶次分析的方法分析了振动信号的阶次谱,提取了齿轮故障特征。最后,利用真实风场齿轮箱振动数据进行分析,对齿轮箱故障进行了准确识别。

变转速齿轮箱由于工况复杂导致转频不稳定,齿轮箱的微弱故障信号可能会被掩盖在强噪声中,不能直接应用传统的时频分析方法,为故障特征的提取增加一定的难度。针对变转速信号的处理,传统的计算阶次分析方式(COT)很好地解决了变转速齿轮箱的故障特征难以提取出来的问题,但由于传统COT中所使用的重采样方法是基于样条插值法的,无法根据转频选取转频,导致重采样间隔并不均匀;提出了改进的阶次分析方法,根据采样的各点角速度依次进行重采样,提高了阶次分析的精度。同时,变转速齿轮箱因动力传递复杂,导致变转速齿轮箱噪声更加严重。变分模态分解(VMD)常被被用来去除复杂信号噪声,提取被掩盖在强噪声中的微弱故障信号。提出了自适应VMD使用能量法,确定分解层数后对分量进行指标化选取,使去噪的效果得到进一步提升。通过对实验信号分析,使用

针对变工况、强噪声状态下齿轮的故障特征难以提取的问题,提出了一种基于自适应时变滤波(Adaptive time-varying filtering,ATF)与角域同步平均降噪(Angle domain synchronous average denoising,ASAD)的齿轮故障诊断方法。将ASAD与ATF相结合,对降噪后的信号进行阶次谱分析,并通过阶次谱中的调制边频带即可诊断齿轮局部故障。通过分析模拟数据及变转速齿轮箱试验台的数据表明,该方法对变转速状态下的齿轮振动信号有很好的信号分析自适应性,不仅能很好地滤除噪声干扰,提升通带内的噪声抑制效果,且能有效凸显变转速下的齿轮故障特征。

齿轮箱是风力发电机组的关键传动部件,长期承受复杂的非平稳负载,容易出现裂纹、断齿、磨损等齿轮故障,造成安全事故及经济损失,对其进行故障诊断意义重大。针对传统的频谱分析方法无法满足非平稳工况下风电机组齿轮箱故障诊断的问题,利用阶次分析的方法对齿轮箱进行了故障诊断研究。分析了阶次分析方法的基本原理,推导并总结了齿轮箱特征阶次,最后,利用阶次分析方法对真实风场数据进行分析,准确识别了齿轮箱中的故障。

以某型汽车暖通空调(HVAC)系统为研究对象,采用隔振、隔声、消声和改变壳体阻尼的方法对鼓风机的气动噪声进行了试验研究。应用相干分析、阶次分析以及频谱分析等方法,确定了43阶气动噪声源为鼓风机叶轮,确定其传递特性为叶轮旋转产生的气动力传递至电机壳体和蜗壳壳体,引起结构振动并辐射噪声,另有部分气动力产生的气动噪声通过进、出风口向外气动传播。

针对某公司生产的内燃机在780 r/min转速下振动噪声过大的问题,对内燃机做振动噪声试验并得出振动噪声过大的原因,得到该内燃机噪声与振动的分布规律,为后续内燃机的悬置设计提供一定的实验依据。测试内燃机转速分别为780、820、2200 r/min且负载不同工况下的振动信号,和内燃机在750~3390 r/min加速工况下的瞬态噪声信号。对所测稳态信号进行频谱分析,计算振动烈度,得出该内燃机转速与负载对噪声的影响,并对瞬态信号进行阶次分析,得到各阶次信号随转速的变化和主要的贡献阶次。最后根据以上对内燃机振动噪声的分析结果对内燃机悬置系统的模态进行设计。结果表明:稳态工况下,随着转速的提升基频也随之增加,Z轴的振动烈度比同转速的X、Y轴大;内燃机在780 r/min的振动烈度大于在820 r/min的振动烈度,说明内燃机在780 r/min时产生了共振;噪声主要由1阶、2阶

针对某型车用爪极发电机的噪声问题,基于试验对其噪声源进行了识别与分析。首先,测试了该型号4台不同结构（是否带风扇）的爪极发电机在空载和负载时的振动噪声;然后,利用阶次分析的方法识别了机械噪声、气动噪声和电磁噪声,并通过流场仿真和电磁场理论解释了气动噪声和电磁噪声产生的机理;最后,对各噪声源的贡献量进行了分析。结果表明：爪极发电机电磁力会产生6k（k=1,2,…）阶电磁噪声;冷却风扇、转子和开槽定子均会产生气动噪声;电机运行时中低转速以36阶电磁噪声为主,高转速阶段以8,10,12阶气动噪声为主;机械噪声由于其幅值较小,对总体噪声影响不大。本研究对发电机的设计和优化具有一定的指导意义。

文章以某SUV车型在发动机低转速行驶时液压助力转向系统出现明显“呜呜”啸叫噪声问题为例。采用断开排除、滤波分析和阶次切片分析方法确定了转向油壶安装支架和转向高压油管管夹隔震不足为噪声传递的主要路径。通过优化油壶安装支架和转向高压油管隔震管夹降低结构振动激励,有效降低啸叫10.6dB(A),主观车内HPS噪声达到7.0分水平。