江星星　李舜酩　周东旺　陈远帆　石娟娟

摘要：行星齿轮箱的瞬时频率（转速）精确提取是行星齿轮箱时变运行工况下故障诊断的关键。现有一些时频脊提取算法在提取瞬时频率时受到振动信号幅值变化以及时频变换结果中噪声成分的干扰，存在鲁棒性问题。为了解决这一问题，提出了一种双向搜索时频脊融合方法，并且将其进一步推广到多时频脊融合的概念中。然后，应用提出方法提取实际工程中时变工况行星齿轮箱高速轴的瞬时转速。再通过与现有两种方法对比以及阶次分析，验证了时频脊融合方法提取高速轴转速的可靠性与准确性。最后，在行星齿轮箱转速提取的基础上，利用阶次分析以及推导出的行星轮轴承故障频率的计算式，识别出了行星齿轮箱中的行星轮轴承内圈存在故障。

关键词：故障诊断；行星齿轮箱；时频脊；阶次分析；瞬时频率

中图分类号：THl65+.3；TN911.7

文献标志码：A

文章编号：1004-4523（2017）01-0127-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2017.01.017

引言

2014年12月法国里昂大学举办的CMMNO（Condition Monitoring of Machinery in Non-sta-tionary Operation）会议发出行星齿轮箱“挑战”，要求“针对某实际工程中时变工况状态下的行星齿轮箱，从其振动信号中提取齿轮箱高速轴转速以及识别出齿轮箱出现轴承故障的部位”。笔者作为来自13个国家的23个参加者之一参与“挑战”。

行星齿轮箱在车辆、直升机和风力发电机组的传动系统中应用广泛，其故障诊断问题不容忽视。振动信号分析是齿轮箱状态监测的一种常用且有效的技术手段。行星齿轮箱运行工况的变化导致振动信号呈现非线性、非平稳特性，造成传统的时域和频域分析方法失效。……