基于油液監(jiān)測(cè)和灰色理論的變速箱磨損損傷評(píng)估及預(yù)測(cè).pdf

1、變速箱作為工程機(jī)械的關(guān)鍵傳動(dòng)部件，其工作環(huán)境惡劣、載荷變化大、作業(yè)中循環(huán)動(dòng)作頻繁，從而導(dǎo)致故障頻發(fā)。研究表明，80％的變速箱零部件都是因磨損而失效，又因?yàn)樽兯傧涞年P(guān)鍵零部件一般為無冗余設(shè)計(jì)，一旦發(fā)生故障往往引發(fā)嚴(yán)重的事故。因此，為了對(duì)變速箱的運(yùn)行狀態(tài)和磨損趨勢(shì)有一個(gè)宏觀、準(zhǔn)確的把握，很有必要研究變速箱磨損損傷評(píng)估技術(shù)和磨損量預(yù)測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變速箱運(yùn)行狀態(tài)、磨損類型和磨損程度的監(jiān)控與預(yù)測(cè)。本文以推土機(jī)變速箱為研究對(duì)象，基于油液監(jiān)測(cè)技術(shù)和

2、灰色系統(tǒng)理論研究變速箱磨損損傷評(píng)估技術(shù)和磨損量預(yù)測(cè)方法，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)基于油液監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了推土機(jī)變速箱磨損狀態(tài)評(píng)估的實(shí)際試驗(yàn)研究。首先深入分析了變速箱的組成結(jié)構(gòu)、主要磨損件、零部件構(gòu)成元素和磨損磨粒特性，為應(yīng)用油液監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行變速箱磨損損傷評(píng)估奠定基礎(chǔ)。之后，綜合應(yīng)用黏度分析、光譜分析和鐵譜分析三種技術(shù)，對(duì)SD16型推土機(jī)變速箱內(nèi)零部件的磨損狀態(tài)和潤滑油的污染情況進(jìn)行了評(píng)估試驗(yàn)研究，所得結(jié)論與實(shí)際檢修結(jié)果一致。該

3、研究實(shí)現(xiàn)了變速箱磨損損傷部位、損傷類型、箱體密封情況以及油液潤滑狀態(tài)的判定，證明了油液監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的可行性與準(zhǔn)確性。
　　(2)建立了基于灰色GM(1，1)模型修正的變速箱磨損量灰色預(yù)測(cè)模型。選取推土機(jī)變速箱油液鐵譜分析數(shù)據(jù)作為輸入特征信息，綜合考慮預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)序列的非等間隔性、換油干擾等影響因素，在灰色預(yù)測(cè)理論中引入修正因子九，建立修正的變速箱磨損量預(yù)測(cè)模型。經(jīng)后驗(yàn)差法驗(yàn)證表明，該模型預(yù)測(cè)精度為一級(jí)精度。最后，逐步搜索最優(yōu)λ值，

4、實(shí)例分析表明，當(dāng)λ=0.992時(shí)，修正后模型能實(shí)現(xiàn)三步準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，而原始灰色GM(1，1)預(yù)測(cè)模型只能實(shí)現(xiàn)一步準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，修正后模型提高了變速箱磨損量的預(yù)測(cè)精度。
　　(3)設(shè)計(jì)并搭建了變速箱故障診斷試驗(yàn)臺(tái)，并基于試驗(yàn)臺(tái)在線黏度傳感器研究了15W40 CF-4型潤滑油的黏溫特性。為消除現(xiàn)場(chǎng)跟蹤取樣數(shù)據(jù)易隨天氣、推土機(jī)工作環(huán)境、操作人員水平等因素波動(dòng)的影響，本文設(shè)計(jì)并搭建了變速箱故障診斷試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)是通過潤滑系統(tǒng)安裝的在線黏度傳感器

5、來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)某一工況溫度下油液的黏度，但該黏度并不是標(biāo)準(zhǔn)換油黏度。在實(shí)際工程應(yīng)用中，需根據(jù)潤滑油的黏溫特性方程將某一溫度的黏度轉(zhuǎn)換成國家標(biāo)準(zhǔn)100℃時(shí)的換油黏度。為研究15W40 CF-4型潤滑油黏溫特性的變化規(guī)律，本文應(yīng)用Andrade方程、Walther方程和Vogel方程對(duì)新油、在用油和廢油在40℃～100℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，從擬合度和擬合標(biāo)準(zhǔn)差兩個(gè)方面，分析和比較了3種黏溫方程的擬合精度。分析表明，用Vogel方程來描