转炉齿轮传动系统裂纹动力学特性及诊断方法研究

作者：游俊; 吕勇; 鲁志文; 袁锐; 吴利锋

来源：机械设计, 2023, 40(12): 23-30.

DOI：10.13841/j.cnki.jxsj.2023.12.030

• 动力学模型
• 齿轮裂纹
• 多点最优最小熵反褶积
• 包络谱

当前针对全悬挂转炉倾动装置的动力学行为研究，多采用集中质量模型研究其扭转特性，而忽略系统横向弹性引起的弯扭耦合效应。此外，超低速重载运行环境下，系统齿轮故障动力学机理及诊断方法亟需深入研究。为此，首先基于拉格朗日方程法建立了转炉倾动装置多点啮合齿轮传动系统弯扭耦合动力学模型；其次，考虑裂纹引起的时变刚度特性，建立了含裂纹故障倾动装置动力学模型；然后采用Newmark-β法对正常及裂纹故障下的动力学响应进行求解。结果表明：当存在裂纹时，时域响应出现因裂纹引起的明显冲击，对应频域出现幅值极小的边频带，然而由于裂纹故障特征的微弱性，此特征容易被淹没在噪声中，难以诊断。因此，最后考虑现场噪声干扰，提出了改进的多点最优最小熵反褶积包络谱法，通过对比直接包络谱法，其故障包络谱能量占比提高了8.4倍，显示了该方法的优越性和有效性。本研究为转炉倾动装置齿轮裂纹动力学机理及诊断提供了理论依据和方法参考。

• 单位
  武汉科技大学