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高速列车齿轮箱异常振动分析

何斌斌  
【摘要】:目前,虽然齿轮箱故障诊断已得到广泛应用,然而,高速列车齿轮箱故障诊断技术依然不够成熟,这也是高速列车运行条件恶劣造成的,区别于一般的传动系统或齿轮箱系统,其不仅受到传动系统各部件振动激扰的作用,同进还受到来自轮轨振动传递上来的作用力,其振动特性更加复杂。因此,专门研究针对高速列车齿轮箱振动特性显得非常重要。与些同时,国内某型高速列车齿轮箱出现裂纹现象,至今没有一个明确的诊断结果。本文在这样的背景下,将从以下方面展开研究: 1、研究时-频法、解调法、细化等齿轮箱故障诊断的常用方法,并分析本文所采用的处理信号在齿轮箱故障诊断中的优越性 2、总结传统齿轮箱系统的常见故障形式,研究传统齿轮箱系统的振动机理及所出现调制现象,并总结齿轮箱故障信号的频率成分,为高速列车齿轮箱故障诊断提供理论支持; 3、总结并分析高速列车的激扰源及其特征,以传统齿轮振动特性为基础,对某高速列车齿轮箱信号进行分析,得出引发齿轮箱裂纹的主要原因是车轮不平顺的激扰力激发齿轮箱固有频率,产生共振现象,研究发现由于高速列车是非线性系统,振动特征存在典型的非线性振动特性,如谐波共振,频率俘获现象。总结了由于车轮不平顺所产生的高速列车齿轮箱振动信号所包含的频率成分; 4、针对高速列车齿轮箱发生了共振现象的问题,研究齿轮箱壁厚、筋板以及筋板的厚度对齿轮箱固有频率的影响。结果表明,增加箱体壁厚和添加筋板都能提高齿轮箱的固有频率,在轻量化要求下添加筋板更适用。研究表明提高材料阻尼、在齿轮箱体表面进行阻尼处理也是抗振的有效方法。


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