文 献 综 述

1．课题背景及发展现状：

（1）背景

现代化生产日益向着精密化，高速化，大规模、自动化方向发展，各个部件的联系越来越紧密，机械设备结构功能越来越复杂。若其中某一零部件发生故障未能及时排除，其结果不仅可能造成设备本身损坏，甚至可能机毁人亡，给国民经济及人民生命造成极大损失。为了提高设备效率和运行可靠性，并防患于未然，齿轮箱的故障诊断与状态监测日益受到重视，故障诊断方法研究对于机械故障的诊断与分析有重要意义。

在我国，很多大型机械经常运行于高速、重载以及恶劣环境等条件下，齿轮及齿轮箱作为机械设备中必不可少的连接和传递动力部件由于加工工艺复杂，装配精度要求高，又常常在高速度、重载荷的环境下连续工作，出现故障的概率较高。而齿轮的失效又是诱发机械故障的重要因素。齿轮箱在机械设备中是核心部件，出现故障后将会导致整个机械设备的失效。轻则降低生产质量或导致停产，重则会造成事故。据统计传动机械中齿轮引发的故障占 80%左右，旋转机械中约为 10%左右。齿轮箱的故障和失效轻则带来经济损失，重则造成人员伤亡。据日本新日铁会社的统计，在机器的总故障次数中，齿轮故障约占 10.3%左右，而在齿轮箱的失效零件中，齿轮失效占 60％左右，轴承和轴故障约为 30%左右。对齿轮箱进行状态检测与故障诊断中采用这些先进的技术，能够节省大量的人力、物力、财力，提高设备的利用率，可及时发现故障隐患，提高故障诊断效率，降低因为齿轮箱故障而引起的灾难，因此对电厂磨煤机齿轮箱进行状态监测与故障诊断具有重大的意义。

（2）展望前景

齿轮箱振动与噪声的研究发展比较早，但是将齿轮的振动与噪声运用到齿轮箱的故障诊断中却是在20世纪60年代中期，美国的Buckingham和德国的Niemann，英国学

者H.Optiz仔细研究了齿轮振动与噪声的原理，指出其是传动功率和齿轮传动误差及齿轮精度的函数。随后一些简单的齿轮箱故障诊断技术开始出现，这些技术手段主要是通过测量齿轮箱工作过程中一些简单的振动参数，如有效值、振动峰值、均方根值等来对齿轮箱进行直接分析。70年代末到80年代中期，利用频谱来分析齿轮箱的故障取得了重大成果，其中B．Randall和James I．Taylor等人作了大量有益的研究，积累了齿轮磨损和轮齿断裂等一些成功的故障诊断实例。随着技术的发展，用于齿轮箱故障诊断的信号处理方法也在不断的发展与完善中。C.jackson 编写了齿轮振动特征特征变化规律表，给出了齿轮振动常见故障及频率特征；韩捷、李国华等研究分析了齿轮的常见故障，给出了在这些故障状态下的时域振动波形及频域特征；Randall.R.B 提出了高通绝对值分析的解调方法，解决了齿轮调制故障问题；Mofadden.P.D 利用希尔伯特变换法解决齿轮与轴承的故障诊断；于德介、程军圣将 Hilbert-Huang 变换引入齿轮故障诊断，建立了一种基于 Hilbert-Huang 变换的齿轮故障诊断方法，Hilbert-Huang 变换是一种新的自适应信号处理方法，适用于非线性与非平稳过程的分析，可以提取齿轮的边带信息；从传统的分析方法到一些较新的分析方法如经验模态分解、小波与小波包分析等分析方法在齿轮箱故障诊断中的成功应用，使得齿轮箱故障诊断技术更为完善。

齿轮箱故障诊断与现实生活联系紧密，人们在齿轮箱状态检测仪器及齿轮箱故障检测分析系统的开发方面已经取得了巨大成果，许多相应的仪器及设备已经研制出来并投入使用中。其中的代表作有如美国亚特兰大公司的M777便携式数据采集器和Bamp;K2034等信号分析仪；国内的如重庆大学DAS动态信号分析与故障诊断系统；西安交通大学的旋转机械状态监测及故障诊断系统以及北京京航公司研制的设备故障诊断仪器等等。