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基于小波包和改进核最近邻算法的风机齿轮箱故障诊断方法 预览
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作者 王栋璀 丁云飞 +1 位作者 朱晨烜 孙佳林 《电机与控制应用》 2019年第1期108-113,共6页
齿轮箱作为风力机组的核心部件,故障频发,研究风机齿轮箱的故障诊断方法意义重大。针对最近邻(KNN)诊断方法对离群噪声不敏感和诊断精度较低的缺陷,提出了基于小波包和改进核最近邻算法的风机齿轮箱故障诊断方法。该方法应用小波包分析... 齿轮箱作为风力机组的核心部件,故障频发,研究风机齿轮箱的故障诊断方法意义重大。针对最近邻(KNN)诊断方法对离群噪声不敏感和诊断精度较低的缺陷,提出了基于小波包和改进核最近邻算法的风机齿轮箱故障诊断方法。该方法应用小波包分析技术对故障特征进行提取,利用互近邻准则将故障数据集中的离群噪声点剔除,构建出基于核空间的改进型最近邻分类决策规则来识别齿轮箱的故障类型。试验表明:该方法可以有效地提升故障诊断精度和鲁棒性,为智能诊断技术的研究提供新思路。 展开更多
关键词 风机齿轮箱 故障诊断 小波包分析 最近邻 互近邻
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多传感器数据融合的风电齿轮箱性能衰退评估 预览
2
作者 马越 陈捷 +1 位作者 洪荣晶 潘裕斌 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期318-325,共8页
针对风电齿轮箱传动结构复杂、所处工况恶劣,难以提取有效振动信号特征进行性能衰退分析的问题,提出多传感器数据融合的风电齿轮箱性能衰退评估方法。该方法将自适应完全集合经验模态分解(CEEM-DAN)、核主分量分析(KPCA)和Hotelling T2... 针对风电齿轮箱传动结构复杂、所处工况恶劣,难以提取有效振动信号特征进行性能衰退分析的问题,提出多传感器数据融合的风电齿轮箱性能衰退评估方法。该方法将自适应完全集合经验模态分解(CEEM-DAN)、核主分量分析(KPCA)和Hotelling T2统计量相结合,先对风电齿轮箱全寿命的非线性、非平稳振动信号进行CEEMDAN-KPCA降噪处理,再利用KPCA对降噪后的多组振动信号进行融合分析,提取连续的T2值(C-T2)及其时域特征作为评估指标,建立风电齿轮箱性能衰退模型。实验结果表明,该方法对风电齿轮箱振动信号降噪效果显著,C-T2特征有效解决了多组振动信号特征维数膨胀问题,且C-T2时域特征模型比振动信号时域特征模型能更准确地评估风电齿轮箱性能的衰退过程。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 多传感器数据融合 信号降噪 性能衰退评估 故障诊断
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基于扩展有限元的齿轮微点蚀模拟分析 预览
3
作者 潘骏 李旭平 +1 位作者 贺青川 陈文华 《机械工程师》 2019年第1期27-30,共4页
以额定工况下功率分流型2.5MW风电齿轮箱一级太阳轮为研究对象,采用弹流润滑理论计算轮齿的接触压力分布,利用断裂力学的相关知识分析了齿轮初始裂纹扩展成微点蚀的机理;在ABAQUS软件中建立了一级太阳轮的点蚀模型,在考虑弹流润滑的情... 以额定工况下功率分流型2.5MW风电齿轮箱一级太阳轮为研究对象,采用弹流润滑理论计算轮齿的接触压力分布,利用断裂力学的相关知识分析了齿轮初始裂纹扩展成微点蚀的机理;在ABAQUS软件中建立了一级太阳轮的点蚀模型,在考虑弹流润滑的情况下运用扩展有限元法模拟了在初始裂纹为20μm下一级太阳轮微点蚀的形成过程;根据模拟数据,计算得到了裂纹尖端的应力强度因子,运用Paris公式建立了裂纹扩展长度和应力循环次数间的关系,并分析了不同初始裂纹长度下,裂纹的扩展特性。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 弹流润滑 微点蚀 ABAQUS
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风电齿轮箱行星齿轮副侧隙偏差原因分析 预览
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作者 曾雨田 邹俊伟 +2 位作者 李金库 肖竞元 朱美玲 《机械传动》 北大核心 2019年第4期173-176,共4页
行星传动机构作为风电齿轮箱关键部件,因承受无规律的风力作用及强阵风冲击变载荷作用,其工作时的可靠性决定着整台风电齿轮箱传动的可靠性。作为齿轮传动4项要求之一--适当的齿侧间隙是齿轮副正常工作的必要条件,是降低行星轮系传动时... 行星传动机构作为风电齿轮箱关键部件,因承受无规律的风力作用及强阵风冲击变载荷作用,其工作时的可靠性决定着整台风电齿轮箱传动的可靠性。作为齿轮传动4项要求之一--适当的齿侧间隙是齿轮副正常工作的必要条件,是降低行星轮系传动时冲击、噪声、空程误差,以及提高风电齿轮箱使用寿命的关键。针对一级行星传动结构形式的风电齿轮箱行星齿轮副侧隙偏大问题,从零件制造、装配、测量3个方面对行星轮副侧隙的影响进行了深入分析,确认了装配工艺对行星齿轮副侧隙的影响,通过选配中箱体与主轴承,解决了行星轮齿轮副侧隙偏差问题。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 行星齿轮 齿轮侧隙
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风电齿轮箱行星轮轴承跑圈失效分析 预览
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作者 曾雨田 李金库 +2 位作者 胡云波 肖竞元 朱美玲 《机械工程师》 2019年第4期178-180,共3页
针对风电齿轮箱中行星轮轴承外圈跑圈失效问题,分别从宏观结构以及微观材料进行了深入分析,确认了轴承结构以及行星轮系结构是行星轮轴承外圈失效的原因,通过无外圈轴承结构以及柔性销轴结构解决行星轮轴承外圈跑圈问题。
关键词 风电齿轮箱 行星轮轴承 轴承跑圈
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风电齿轮箱微观修形对振动与声振粗糙度性能的影响 预览
6
作者 范孝良 石鹏飞 刘建民 《中国工程机械学报》 北大核心 2019年第1期43-48,共6页
基于2MW风电齿轮箱的详细数据,在Romax环境中建立2MW风电齿轮箱刚柔耦合模型.结合ISO6336标准及齿轮箱微观修形理论的相关文献,采用齿向修形和齿廓修形并用的修形方案,对2MW风电齿轮箱进行微观修形.针对修形前后的风电齿轮箱模型,对传... 基于2MW风电齿轮箱的详细数据,在Romax环境中建立2MW风电齿轮箱刚柔耦合模型.结合ISO6336标准及齿轮箱微观修形理论的相关文献,采用齿向修形和齿廓修形并用的修形方案,对2MW风电齿轮箱进行微观修形.针对修形前后的风电齿轮箱模型,对传动误差、齿轮承载能力、噪声、振动与声振粗糙度(NVH)性能进行了分析.分析结果表明:此修形方案可有效降低传动误差,提高齿轮的承载能力,大幅度提高NVH性能.提出的修形方法可靠实用,为兆瓦级风电齿轮箱的微观修形分析和NVH性能分析提供了一种有效的分析思路. 展开更多
关键词 风电齿轮箱 微观修形 传动误差 承载能力 噪声、振动与声振粗糙度(NVH)
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1.5MW风电齿轮箱实验分析与仿真应用 预览
7
作者 徐若愚 陈捷 洪荣晶 《机械传动》 北大核心 2019年第2期162-165,170共5页
参照某1.5MW大型风电齿轮箱的实验工况,基于ADAMS平台,在考虑齿轮内外部动态激励的情况下进行仿真。经过相关参数的调试,发现支撑刚体的阻尼系数对仿真结果影响很大,在其为0.1的情况下,测点MP1处的仿真结果与实验数据在时域中的幅值误... 参照某1.5MW大型风电齿轮箱的实验工况,基于ADAMS平台,在考虑齿轮内外部动态激励的情况下进行仿真。经过相关参数的调试,发现支撑刚体的阻尼系数对仿真结果影响很大,在其为0.1的情况下,测点MP1处的仿真结果与实验数据在时域中的幅值误差能控制于19.3%以内、在功率谱中的主要频率分布大致相同,这表明调参后的仿真模型具有一定的准确性。而后,在仿真模型中植入断齿故障,将测点处的振动信号进行时域特征与Hilbert解调的综合分析,结果与理论描述一致,进一步验证模型的精确性,同时也体现出此仿真模型与仿真方法对风电齿轮箱的振动特性与故障信号的研究具有一定的作用。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 动力学仿真 振动特性 故障仿真
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3.XMW风电齿轮箱柔性销结构有限元计算及其试验研究 预览
8
作者 李金库 刘伟 李良荣 《机械传动》 北大核心 2019年第5期172-175,共4页
以3. XMW风力发电齿轮箱的第一级柔性销轴行星齿轮传动为研究对象,建立了考虑齿轮啮合、轴承支撑、螺栓预紧的有限元模型。分析了在额定工况下行星轮系的应力和位移,计算了弹性销套和限位块之间的间隙变化及销轴的最大位移。计算结果表... 以3. XMW风力发电齿轮箱的第一级柔性销轴行星齿轮传动为研究对象,建立了考虑齿轮啮合、轴承支撑、螺栓预紧的有限元模型。分析了在额定工况下行星轮系的应力和位移,计算了弹性销套和限位块之间的间隙变化及销轴的最大位移。计算结果表明,在额定工况下,弹性销套和限位块之间的间隙减小了0. 285 mm,没有发生接触,销轴末端最大位移约为0. 24 mm。根据齿圈根部的应力分布计算了该轮系在额定工况下的均载系数(k_γ)和齿向载荷分布系数(K_(Fβ)),并对该3. XMW风电齿轮箱进行了均载测试。对比结果表明,根据有限元方法计算的均载系数与实际情况相符合,且该柔性销轴结构具有很好的均载性能。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 柔性销轴 均载系数 均载测试
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基于EEMD-CC和PCA的风电齿轮箱状态监测方法 预览
9
作者 马越 陈捷 +1 位作者 洪荣晶 潘裕斌 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第5期67-71,共5页
齿轮箱是风力发电机组的核心传动部件,不仅结构复杂制造成本高,而且故障率高维修费用巨大,对其进行状态监测具有重要意义。针对风电齿轮箱在复杂工况下运行所产生的非线性、非平稳振动信号,提出了一种基于EEMD-CC和PCA的风电齿轮箱状态... 齿轮箱是风力发电机组的核心传动部件,不仅结构复杂制造成本高,而且故障率高维修费用巨大,对其进行状态监测具有重要意义。针对风电齿轮箱在复杂工况下运行所产生的非线性、非平稳振动信号,提出了一种基于EEMD-CC和PCA的风电齿轮箱状态监测方法。该方法先对含有大量噪声的风电齿轮箱振动信号进行集合经验模态分解和相关系数(EEMD-CC)降噪处理。然后,将降噪后的正常信号数据进行主分量分析(PCA)建模,并以T~2统计量和SPE统计量作为信号异常的评判指标。最后,把降噪后的测试数据带入PCA模型中,分别判断T~2和SPE值是否超出阈值,实现风电齿轮箱的状态监测。试验结果证明,该方法能够有效地监测风电齿轮箱的状态。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 EEMD-CC降噪 主分量分析 状态监测
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3MW风电齿轮箱的动力学分析 预览
10
作者 李金库 刘伟 《机械制造与自动化》 2019年第2期60-63,共4页
建立了3MW风电齿轮箱的动力学模型,以齿轮系统的传动误差为激励源,分别求得了由第一级和第二级齿轮啮合传动误差引起的加速度响应,并对其模态柔度进行了分析。通过对系统的共振性能进行详细分析,表明系统的振动峰值是由于第二级齿轮啮... 建立了3MW风电齿轮箱的动力学模型,以齿轮系统的传动误差为激励源,分别求得了由第一级和第二级齿轮啮合传动误差引起的加速度响应,并对其模态柔度进行了分析。通过对系统的共振性能进行详细分析,表明系统的振动峰值是由于第二级齿轮啮合频率和系统的第18阶和第19阶固有频率发生共振引起的。对风电齿轮箱的动力学分析及进一步的优化设计具有一定的参考和帮助。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 传递误差 动力学分析 共振
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一种基于DSP的风电机组齿轮箱故障在线自动识别方法 预览
11
作者 苏连成 包刚强 《燕山大学学报》 北大核心 2018年第1期88-94,共7页
目前风电机组故障诊断主要是现场对机组数据进行采集,再通过人机交互的方式对数据进行离线处理和分析,评估机组的状态。由于机组数量多,传动系统结构复杂,测点多,数据分析任务重,状态报告往往滞后,容易故障漏报。本文提出了一种基于DSP... 目前风电机组故障诊断主要是现场对机组数据进行采集,再通过人机交互的方式对数据进行离线处理和分析,评估机组的状态。由于机组数量多,传动系统结构复杂,测点多,数据分析任务重,状态报告往往滞后,容易故障漏报。本文提出了一种基于DSP的风电机组齿轮箱故障在线自动识别的方法,根据齿轮箱振动特性原理,采用阶比分析与幅值调制算法,求取相应的幅值调制比率,对幅值调制比率进行分析,判别故障状态。以数字信号处理器TMS320C6748为实现平台,针对齿轮箱不同工况下采集的定速与变速振动加速度信号的自动处理,验证故障在线自动识别的准确性和可靠性,人机交互界面可以直观显示齿轮箱运行状态。齿轮箱状态在线识别对于降低风电机组运维费用、提高效率具有重要的意义。 展开更多
关键词 风电机组齿轮箱 幅值调制 状态识别 阶比分析
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支撑方式对大型风电增速齿轮箱静力学性能影响研究 预览
12
作者 吉科峰 张世界 《机械传动》 CSCD 北大核心 2018年第12期129-134,149共7页
由于大型风电齿轮箱体积大、质量重,不同支撑方式下其箱体静力学特性及齿轮接触特性有所不同。以某型号大功率风电增速器为研究对象,以其极限载荷下性能参数为依据,利用有限元法研究不同支撑方式对风电增速器静力学影响,并对计算结果进... 由于大型风电齿轮箱体积大、质量重,不同支撑方式下其箱体静力学特性及齿轮接触特性有所不同。以某型号大功率风电增速器为研究对象,以其极限载荷下性能参数为依据,利用有限元法研究不同支撑方式对风电增速器静力学影响,并对计算结果进行对比分析。结果表明,与增速器底部无支撑相比,当增速器底部有脚支撑时,增速器箱体应力和变形大大降低,增速器齿轮接触应力变化较小,第一级齿轮传动啮合错位量变化较大。研究结果可为大型风电增速齿轮箱的设计与优化提供依据。 展开更多
关键词 啮合错位量 支撑方式 风电增速器 静力学分析
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基于失效物理的风电齿轮箱失效相关机理分析
13
作者 安宗文 杨腾飞 《机械设计》 CSCD 北大核心 2018年第6期82-86,共5页
以1.5 MW风电齿轮箱为研究对象,通过失效物理应力强度模型,建立考虑强度退化的失效相关联合分布。从失效物理角度阐述了失效相关的实质是强度和应力中共同的随机变量间存在一定的隐性的非线性映射关联性,并对造成这种映射关联性的原因... 以1.5 MW风电齿轮箱为研究对象,通过失效物理应力强度模型,建立考虑强度退化的失效相关联合分布。从失效物理角度阐述了失效相关的实质是强度和应力中共同的随机变量间存在一定的隐性的非线性映射关联性,并对造成这种映射关联性的原因进行了探究。结果表明,强度和应力中共同随机变量的波动性和分散性是造成此映射关系的主要原因,并且说明强度退化引起强度波动性和分散性增大也会对失效相关产生很大的影响。 展开更多
关键词 失效相关 风电齿轮箱 失效物理 联合分布 强度退化
基于失效物理相关性的风电齿轮箱可靠性分析 预览
14
作者 安宗文 杨腾飞 《兰州理工大学学报》 北大核心 2018年第1期30-33,共4页
针对传统独立失效理论已不能适用于工程实际,与失效相关有关的数学模型对相关性本质的描述往往较为模糊的问题,从失效物理的角度,以1.5 MW风电齿轮箱为研究对象,针对齿轮两失效模式间的失效相关,综合考虑应力相关和强度相关,结合全概率... 针对传统独立失效理论已不能适用于工程实际,与失效相关有关的数学模型对相关性本质的描述往往较为模糊的问题,从失效物理的角度,以1.5 MW风电齿轮箱为研究对象,针对齿轮两失效模式间的失效相关,综合考虑应力相关和强度相关,结合全概率公式建立了考虑强度退化的失效相关联合分布.从失效机理和本质上对风电齿轮箱进行可靠性分析,分析结果表明:失效相关的实质为齿轮的强度和应力中公共随机变量间具有一定的关联性,对风电齿轮箱传动系统的可靠性影响较大. 展开更多
关键词 风电齿轮箱 失效相关 失效物理 联合分布 可靠性
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风电齿轮箱齿轮微点蚀的根源及对策 预览
15
作者 吴伟强 《现代工业经济和信息化》 2018年第18期109-111,共3页
阐述了齿轮微点蚀产生机理以及风电齿轮箱的各个标准,研究风电齿轮箱齿轮微点蚀产生的各种因素,针对各原因提出解决齿轮微点蚀的方法,从而提高齿轮箱运行可靠性。
关键词 风电齿轮箱 微点蚀 齿轮设计 粗糙度 润滑 齿轮修形
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基于结构分析的风机齿轮箱传感器配置研究 预览
16
作者 王桂兰 赵洪山 郭双伟 《振动与冲击》 CSCD 北大核心 2018年第24期181-188,共8页
齿轮箱是风电机组传动系统的核心部分,一旦齿轮箱发生故障,不仅会产生高额的维修费用,还会造成较长时间的停电。因此,对风机齿轮箱进行实时状态监测与故障的识别、隔离具有重要的实际意义。而齿轮箱状态监测与故障识别、隔离的有效性依... 齿轮箱是风电机组传动系统的核心部分,一旦齿轮箱发生故障,不仅会产生高额的维修费用,还会造成较长时间的停电。因此,对风机齿轮箱进行实时状态监测与故障的识别、隔离具有重要的实际意义。而齿轮箱状态监测与故障识别、隔离的有效性依赖于齿轮箱中传感器所安装的位置和数量,因而有必要对齿轮箱传感器的配置进行研究。为了使安装的传感器不但可以准确反映齿轮箱的运行状态,还能对可能出现的故障实现识别与隔离,提出从风机齿轮箱的动力学模型出发,构建描述齿轮箱运行状态的动力学方程,将结构分析方法应用到齿轮箱传感器的优化配置中;实现传感器数量最少,识别、隔离可能出现的故障能力最大的配置目标。 展开更多
关键词 风机齿轮箱 传感器配置 结构分析 故障识别与隔离
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风电齿轮箱在随机风载下的疲劳损伤计算模型 预览
17
作者 向东 蒋李 +1 位作者 沈银华 韦尧中 《振动与冲击》 CSCD 北大核心 2018年第11期115-123,共9页
疲劳寿命是风电齿轮箱一个非常重要的性能。在风机整体分析、齿轮箱动力学分析和齿轮疲劳损伤分析的基础上提出了风电齿轮箱在随机风载下的疲劳损伤计算模型,其中风机整体分析用于获取齿轮箱在随机风载下的输入扭矩和输出转速,齿轮箱动... 疲劳寿命是风电齿轮箱一个非常重要的性能。在风机整体分析、齿轮箱动力学分析和齿轮疲劳损伤分析的基础上提出了风电齿轮箱在随机风载下的疲劳损伤计算模型,其中风机整体分析用于获取齿轮箱在随机风载下的输入扭矩和输出转速,齿轮箱动力学分析是根据输入扭矩和输出转速计算各个齿轮之间的动态啮合力以及转速,齿轮疲劳损伤分析是将齿轮动态啮合力转化为弯曲和接触应力载荷块,依据线性损伤累计理论计算各齿轮的弯曲和接触疲劳损伤。在讨论部分,利用提出的疲劳损伤计算模型计算了在平均风速为11.5 m/s和18 m/s,湍流密度为14%的风况下,各齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳损伤,找到了各级齿轮中最危险的齿轮,对风电齿轮箱排错具有指导意义。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 随机风载 疲劳损伤 线性损伤累积
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风力发电机齿轮箱故障诊断系统的设计与实现 预览
18
作者 张树忠 《福建工程学院学报》 CAS 2018年第6期516-519,共4页
针对风力发电机关键部件齿轮箱故障频率高、诊断难的问题,开发了包含传统时频域分析和现代分析模块的故障诊断系统。该系统对所采集的振动信号进行了小波去噪、小波包分解并重构后得到各频段能量占比的特征向量,将该特征向量输入到Back ... 针对风力发电机关键部件齿轮箱故障频率高、诊断难的问题,开发了包含传统时频域分析和现代分析模块的故障诊断系统。该系统对所采集的振动信号进行了小波去噪、小波包分解并重构后得到各频段能量占比的特征向量,将该特征向量输入到Back Propagation(BP)神经网络模型进行振动信号与正常或各故障状态之间映射,从而智能识别运行状态。应用Matlab和Labview开发系统,输入齿轮箱的4种典型运行状态进行验证,结果表明,所设计的系统可较好地对风机齿轮箱的故障进行诊断。 展开更多
关键词 风力发电机齿轮箱 故障诊断 小波算法 BP神经网络
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基于分形维数和GA-SVM的风电机组齿轮箱轴承故障诊断 预览 被引量:1
19
作者 时培明 梁凯 +1 位作者 赵娜 安淑君 《计量学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期61-65,共5页
对风机齿轮箱轴承故障诊断进行了研究,提出一种基于分形维数和遗传算法支持向量机(GA-SVM)相结合的故障诊断算法。基于常用的时域特征参数作为支持向量机的识别参数,引入分形维数特征参数来提升支持向量机的识别精度。提出了基于遗传... 对风机齿轮箱轴承故障诊断进行了研究,提出一种基于分形维数和遗传算法支持向量机(GA-SVM)相结合的故障诊断算法。基于常用的时域特征参数作为支持向量机的识别参数,引入分形维数特征参数来提升支持向量机的识别精度。提出了基于遗传算法(GA)的支持向量机参数优化的模型,通过GA的寻优自动获得最优的支持向量机参数。采用某风场的风电机组齿轮箱轴承数据进行故障诊断,实验表明,所提出的GA-SVM模型很好地解决了参数选择的问题,同时基于分形维数的特征参数也提高了风电机组轴承故障的识别准确率。 展开更多
关键词 计量学 轴承故障诊断 风电齿轮箱 分形维数 遗传算法支持向量机 识别准确率
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疲劳点蚀下风电齿轮箱斜齿轮可靠度计算 预览
20
作者 林锋 王威 +4 位作者 李剑敏 方志刚 钭奕轶 曾翰雅 殷杰 《机械传动》 CSCD 北大核心 2018年第9期61-65,105共6页
风电齿轮箱第三级斜齿轮是高速重载齿轮,维护成本高昂,对可靠性要求颇高。而疲劳点蚀是其最常见的故障之一,将导致可靠度下降。建立了某风电齿轮箱第三级齿轮点蚀的有限元模型,在风场实测转矩谱作用下,计算并拟合得到应力谱,从而获得不... 风电齿轮箱第三级斜齿轮是高速重载齿轮,维护成本高昂,对可靠性要求颇高。而疲劳点蚀是其最常见的故障之一,将导致可靠度下降。建立了某风电齿轮箱第三级齿轮点蚀的有限元模型,在风场实测转矩谱作用下,计算并拟合得到应力谱,从而获得不同点蚀的直径和数目下齿轮的可靠度。结果表明,点蚀直径加大和数目的增加将使齿轮可靠度显著降低,且数目增加所致的齿轮可靠度降低尤为明显。 展开更多
关键词 风电齿轮箱 应力强度 疲劳点蚀 一次二阶矩法 高斯混合模型 可靠度
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