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

1、變速箱作為工程機械的關(guān)鍵傳動部件，其工作環(huán)境惡劣、載荷變化大、作業(yè)中循環(huán)動作頻繁，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，又因為變速箱的關(guān)鍵零部件一般為無冗余設(shè)計，一旦發(fā)生故障往往引發(fā)嚴重的事故。因此，為了對變速箱的運行狀態(tài)和磨損趨勢有一個宏觀、準確的把握，很有必要研究變速箱磨損損傷評估技術(shù)和磨損量預(yù)測方法，以實現(xiàn)對變速箱運行狀態(tài)、磨損類型和磨損程度的監(jiān)控與預(yù)測。本文以推土機變速箱為研究對象，基于油液監(jiān)測技術(shù)和

2、灰色系統(tǒng)理論研究變速箱磨損損傷評估技術(shù)和磨損量預(yù)測方法，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)基于油液監(jiān)測技術(shù)進行了推土機變速箱磨損狀態(tài)評估的實際試驗研究。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)測技術(shù)進行變速箱磨損損傷評估奠定基礎(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SD16型推土機變速箱內(nèi)零部件的磨損狀態(tài)和潤滑油的污染情況進行了評估試驗研究，所得結(jié)論與實際檢修結(jié)果一致。該

3、研究實現(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)測技術(shù)實際應(yīng)用的可行性與準確性。
　　(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)測模型。選取推土機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)測理論中引入修正因子九，建立修正的變速箱磨損量預(yù)測模型。經(jīng)后驗差法驗證表明，該模型預(yù)測精度為一級精度。最后，逐步搜索最優(yōu)λ值，

4、實例分析表明，當λ=0.992時，修正后模型能實現(xiàn)三步準確預(yù)測，而原始灰色GM(1，1)預(yù)測模型只能實現(xiàn)一步準確預(yù)測，修正后模型提高了變速箱磨損量的預(yù)測精度。
　　(3)設(shè)計并搭建了變速箱故障診斷試驗臺，并基于試驗臺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)場跟蹤取樣數(shù)據(jù)易隨天氣、推土機工作環(huán)境、操作人員水平等因素波動的影響，本文設(shè)計并搭建了變速箱故障診斷試驗臺。該試驗臺是通過潤滑系統(tǒng)安裝的在線黏度傳感器

5、來實時監(jiān)測某一工況溫度下油液的黏度，但該黏度并不是標準換油黏度。在實際工程應(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)換成國家標準100℃時的換油黏度。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方程對新油、在用油和廢油在40℃～100℃時的運動黏度數(shù)據(jù)進行回歸擬合，從擬合度和擬合標準差兩個方面，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