Analysis and Simulation for Planetary Gear Fault of Helicopter Based on Vibration Signal

Fault diagnosis for helicopter's main gearbox based on vibration signals by experiments always requires high costs. To solve this problem,a helicopter's planetary gear system is taken as an example. Firstly,a simulation model is established by McFadden,and analyzed under ideal condition. Then this model is developed and improved as the delay-time model of the vibration signal which determines the phase-change of sidebands when the system is running. The cause and change-rules of planetary gear system's vibration signal are analyzed to establish the fault diagnosis model.At the same time,the vibration signal of fault condition is simulated and analyzed. This simulation method can provide a reference for fault monitoring and diagnosis for planetary gear system.

基于振动模型的直升机行星齿轮故障分析与仿真研究

针对直升机主减速器进行基于振动信号的故障诊断试验需要高昂费用的问题,以直升机主减速器的行星齿轮系统为例,对理想条件下McFadden建立的模型进行分析与改进,推导了振动信号的时间延迟模型,从而确定了系统运行时边频的相位变化。分析了行星齿轮系统振动信号的产生与变化规律,建立了故障状态的振动信号模型,并对其进行仿真。通过振动信号的仿真比较,为行星齿轮系统的故障监测与诊断提供借鉴。

基于最大相关峭度反褶积法的行星齿轮故障诊断

针对行星轮系结构复杂,故障信号特征提取困难,提出使用扭振信号对行星齿轮箱故障进行诊断。通过对行星齿轮箱横向振动信号与扭振信号的频谱分析发现,扭振信号相对于往复振动信号更适合行星轮系的故障诊断。针对扭振信号微弱,冲击特性不明显,提出基于最大相关峭度反褶积处理扭振信号。首先对采集的行星齿轮扭振信号先进行零均值化预处理,然后使用MCKD方法增强扭振信号的冲击特性。以故障冲击特性的峭度值作为选择FIR滤波器长度的选择依据,最终使得行星齿轮箱扭振信号的故障冲击特征得到显著提升。该方法对于扭振信号的降噪与提高周期故障冲击特征有效,适用于行星齿轮箱扭振信号的故障诊断。

基于H-P滤波与VMD的行星齿轮箱故障诊断

针对故障行星齿轮箱的扭振信号具有非稳定、非线性的特点,提出基于H-P滤波与变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)相结合的行星齿轮故障时域特征分离方法。H-P滤波基于竞争性趋势估计算法,能保存扭振信号中的分段线性特征。滤波后的信号内容丰富,VMD能将这些内容分解在不同的模态分量中,故障冲击特征突出。通过分析不同负载下的扭振信号,证实该方法能够提取周期脉冲,诊断出行星齿轮故障。对于实际工程应用中的复杂信号,该方法提供了有效解决途径,具有一定的工程应用价值。