3420 首飾盒薄壁殼體塑料注射模具設計

3420 首飾盒薄壁殼體塑料注射模具設計,首飾盒,薄壁,殼體,塑料,注射,模具設計 工程失效分析 11（2004）177-190早期軸承故障檢測和診斷直升機齒輪箱R.B.蘭德爾概念中的專業(yè)中心，在直升機的結構和診斷學校的機械及制造工程，澳大利亞新南威爾士大學，悉尼 20522002 年 7 月 1 日、2003 年 5 月 21 日在大多數(shù)機器上，軸承故障的振動簽名延伸到一個更高的頻率范圍比其他大多數(shù)組件，這使得分離。在直升機齒輪箱的情況下，是一個軸的范圍非常廣泛，頻率輸入和輸出，以及相關的齒輪嚙合頻率之間的覆蓋整個音頻頻率范圍。因而技術已被開發(fā)的齒輪信號分離軸承信號，根據他們的 DI 不同統(tǒng)計特性。其他技術已發(fā)展到獨立的齒輪和軸承 ECTS 即使他們而結合乘法比加法。技術說明，使用情況的歷史數(shù)據取自美國海軍，在 3 架直升機齒輪箱故障。2003 年，愛思唯爾有限公司保留所有權利。關鍵詞：軸承故障;損失評估;故障診斷;剝落;振動1、介紹直升機的安全運行是非常依賴避免災難性故障的變速箱，從該飛機已基本暫停。許多工作已經完成，使用振動分析檢測齒輪和診斷故障，但對軸承故障少，這也可能導致災難性擊穿。在直升機齒輪箱軸承的故障檢測和診斷的一個主要問題是，他們的強烈振動信號所掩蓋齒輪信號覆蓋整個音頻頻率范圍超過 20 千赫。這是因為從燃氣渦輪機的輸入軸的速度通常是 300 和 400 赫茲之間，輸出軸轉速的轉子 5 赫茲的順序，許多齒輪嚙合階段之間。這是進一步復雜化，在行星傳動，必須從行星齒輪軸承的信號傳輸通過齒圈通過外部安裝加速度隨時間變化的路徑，以確保該齒輪信號的混合軸承信號無法避免。要解決這些問題，我們已開發(fā)的技術分開齒輪信號的軸承信號根據他們的 DI 不同的統(tǒng)計特性。最簡單的情況是信號的添加劑，E-mail 地址：b.randall@ unws.edu.au（包蘭德爾）。1350-6307 元/ - 看到前面的問題＃2003 愛思唯爾有限公司保留所有權利。178 包蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190這種情況下，可以通過適當?shù)倪^濾分離。與大多數(shù)變速箱，在軸承信號在很寬的頻率范圍內發(fā)現(xiàn)的，通常延長了上面的齒輪信號，從而可以通過高通過濾分離。直升機齒輪箱，齒輪頻率延長非常高的，前面已經提到，一個 DI 不同的過濾，可用于基于一個事實，即齒輪信號是周期性的，因此只包含離散的頻率，而息的信號有一個 CERTAIN 隨機性的金額，解釋如下。在某些情況下，齒輪和互動軸承信號已被發(fā)現(xiàn)是乘法，在這種情況下，線性過濾可以不再被使用，在至少本身。在這種情況下，可使用的軸承信號可以作為藍本循環(huán)平穩(wěn)，使他們能夠從周期信號和隨機噪聲的分離。為幅度解調得到他們的信號，將顯示循環(huán)平穩(wěn)信號定期，讓隱藏的頻率是不是從分析原始信號明顯的診斷。此外，重復他們的光譜，它可以揭示“譜相關模式”因此，評價一個特定的“循環(huán)頻率”的譜相關，揭示這是否隱藏頻率是工程失效分析 11（2004）177-190目前頻率。如果真正的周期信號已被刪除，如齒輪，然后循環(huán)頻率可以循環(huán)平穩(wěn)信號只能來自這個循環(huán)的頻率，例如：軸承。解釋的基本概念后，闡述了軸承故障的三個例子經歷了由美國海軍海鷹直升機。2、齒輪和軸承的信號2.1 齒輪信號由于與損害，甚至對齒輪的牙齒總是出現(xiàn)相同的幾何輪廓，在同一濃度成形，齒輪振動信號是周期性的，雖然期間可能很長。在復雜的齒輪箱，可對應所有齒輪時再有相同的配置，但它一直承認該模式對應一個特定的齒輪可以通過同步平均提取[1]。這是一個信號樣本，所有相應的有關齒輪的旋轉過程平均起來，直到重復模式是蘇？充分加強與其他組件，隨機與其他周期性。根據定義，提取周期信號只包含在基本頻率的整數(shù)倍（諧波）的離散頻率成分。如果速度小幅波動，這可以補償由重采樣信號同步與轉速信號相位鎖定到問題的齒輪，這通常應同步平均前完成。圖 1[1]顯示過濾器的特點，從平均同步（在這種情況下，造成八平均值） ，它可以被看作是一個“梳狀濾波器”的同步傳輸?shù)闹C波圖 1、8 平均數(shù)[1]的濾波特性RB 蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190 179頻率，同時抑制其他頻率。每個濾波器的帶寬（相對諧波間距）的 1 / N，其中 N 是平均數(shù)，所以在提高信號/噪聲比等于 N 注意：根據平均數(shù)的特性，有零點，所以與其他信號周期性可以完全去除的 N[1]正確的選擇。2.2 軸承信號典型的軸承故障信號圖所示。 2。作為一個例子，外圈故障通常會在負荷區(qū)，并會通過每個滾動體的沖動。 “沖動激發(fā)一系列的脈沖響應，其頻率內工程失效分析 11（2004）177-190容是由所有的共振頻率興奮為主，但其包含診斷信息的重復頻率。如下圖圖2，在內圈故障或滾動元素的旋轉通過負荷區(qū)，等系列這種情況發(fā)生的頻率，調制響應脈沖。為內圈故障，這是軸的速度，但它的滾動體故障是籠速度或飛思卡爾技術論壇（基本列車班次） 。 “外圈故障的重復頻率為 BPFO（球傳球頻率，外圈） ，內圈的故障 BPFI（球傳球頻率，內圈） ，和滾動元件故障是邊防軍（球旋轉頻率） 。請注意，后者是在故障罷工同一種族，一般從引人注目的脈沖率內圈和外圈是不相同的。圖 2 也說明了獲得原始故障信號的振幅解調包絡信號，作為可以看出，這些都是由重復頻率（振幅調制）為主 基本脈沖。將顯示出它的原始信號頻率分析不提供所需的診斷信息，而信封信號頻譜。這一過程被稱為“信封”分析“。工程失效分析 11（2004）177-190圖 2 典型的信號，并從本地滾動軸承故障包絡信號180 包蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190圖所示的原始信號頻率分析的原因沒有透露重復頻率。3。軸承故障頻率的計算公式不承擔任何閃失，但實際上必須幾乎總是會有些滑以下原因。有效的滾動球（直徑公式）DCOS，是從徑向平面的負載角。然而，角 o 隨每個軸承的滾動體的位置，作為當?shù)貜较蜉S向載荷變化的比例，因此，每個滾動體有不同的有效滾動直徑試圖在 DI 不同速度滾動。確保所有滾動體的平均速度是相同的，造成了一些隨機滑，籠。這通常是 1-2％的訂單。工程失效分析 11（2004）177-190雖然不多，但這種隨機的滑移，并給出一個信號的性質的根本改變，是之所以包絡分析提取診斷信息從頻率分析原始信號。它也允許他們往往從齒輪信號分離軸承信號喜憂參半。圖 3 說明了頻譜和信封上的影響小的隨機頻率波動譜 2，作為典型的由一個外圈故障。圖 6（a）所示的高頻連發(fā)速度系列對應的球傳中頻率沒有隨機波動。這是假設，只是一個共振頻率最低，使圖中的重復頻率的諧波。 3（二）代表樣品的光譜脈沖（在加速方面表示） 。低的值諧波顯然是非常小的，只有在共振頻率附近的重要，他們的間距表示重復頻率。在圖的包絡譜。第 3（c） ，頻率分析圖信號的振幅解調所得包絡信號。 3（一） ，具有較強的低諧波，因為它對應的脈沖系列圖。 2。在小的隨機波動間距圖陣陣。第 3（d）很難看出眼睛，但給人一種涂抹在圖的高次諧波。第 3（e） ，所以沒有診斷信息可以從原始光譜中提取。然而，信封頻譜圖。第 3（f）清楚地表明，平均脈沖頻率，即使高次諧波是一點點的抹黑。它顯示在號。 [2]，它是有利于頻率分析信封簽名平方米而不是信封本身，因為后者是獲得數(shù)學平方根操作，介紹在頻譜污染組件。圖 3 軸承故障脈沖沒有頻率波動與頻率波動（A，B，C） （D，E，F(xiàn)）0.75％的隨機頻率波動。RB 蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-1901813 齒輪和軸承的信號分離使用可制成軸承信號分開齒輪信號的隨機性質的基礎上,在相關長度的差異。在參考文獻。 [2]，它描述了如何可以做到這一點使用 SANC（自我自適應噪聲抵消） 。這是一個非洲人國民大會的進一步發(fā)展（自適應噪聲抵消） ，這說明; 4。自適應噪聲消除（ANC）是兩個信號成分的分離方法（主信號） ，其中有訪問工程失效分析 11（2004）177-190另一個信號（參考）只包含一個兩組件。參考信號不必是相同的相關組件在主信號，只是它的連貫，使他們由相關的線性傳遞函數(shù)[2]。非洲人國民大會，其實可以適用于主信號包含兩個齒輪和軸承（故障）的組成部分[3]，情況一個錯誤的軸承，例如測量參考信號，同時包含只有一個齒輪信號，例如，衡量一個較偏遠的軸承。因此，它只能用于外部訪問的軸承上，而不是例如行星齒輪軸承。自適應濾波器的調整系數(shù)的，以盡量減少電源錯誤的信號，小學和過濾參考輸入之間的區(qū)別。當這兩個組件是統(tǒng)計獨立的，這將它們分開和錯誤信號成為軸承信號。如上所述，SANC 分開的兩個信號的基礎上，在其相關長度的差異。因此，參考信號是由一個主要信號，延遲，延遲時間比（隨機）軸承信號相關長度，但比（確定性）的齒輪信號的短。因此，它可以同時適用于行星齒輪軸承。由于利益的直升機變速箱信號，這里是固定的，有沒有需要不斷更新的過濾器，和的 DRS（離散隨機分離）的一種新方法最近已提出[4]達到相同的結果 SANC，但大大較少的計算量。它是基于計算電流和延遲的信號，這有單位振幅的齒輪信號的離散頻率，并抑制其他組件之間的線性傳遞函數(shù)以類似的方式，以圖梳狀濾波器。1。后者的主要區(qū)別是，所有離散的頻率將被過濾掉，沒有他們的要求是一個給定的基波頻率的諧波。確定性信號的部分可以從總量中減去獲得隨機的剩余。圖 5 說明了這種分離軸承有故障的強烈信號，由齒輪信號屏蔽的應用。所產生的軸承信號包絡分析清楚地表明內圈軸承故障信號。3.1 循環(huán)平穩(wěn)信號如上所述，承載信號的循環(huán)平穩(wěn)，特定類型的隨機包含隱藏周期性的信號，可以考慮。說是一個信號的二階循環(huán)平穩(wěn)時，其二維自相關函數(shù) RX（T）是周期性的，即使在 T 信號本身是沒有。自相關函數(shù)定義為：RxeT1/4t; Ext1/2eTt= 2×ETT=2 e1T工程失效分析 11（2004）177-190軸圖 5 （添加劑）使用 DRS 的齒輪和軸承的信號分離。 （一）聯(lián)合信號（二）確定性的部分（齒輪信號）C）隨機部分（含信號）因此：方程（1）是類似的平穩(wěn)隨機函數(shù)的一般定義，除根據定義，有沒有 t 的變化，所以它作為一個功能時移 T 僅表示。此外，它是共同的，以取代由 T 信號只有一個，而不是關于時間 t 的對稱位移，但功能與 T 變化時，最好是使用對稱位移，以更好地分配時間 t 的值。為了提高自相關函數(shù)的周期性質，它是共同開展一個二維傅立葉變換給所謂的“譜相關” ，其中有一個軸的正常頻率 f，從傅立葉轉換到 T，和所謂的“循環(huán)頻率對其他軸” ，傅立葉變換與 t。這有離散值，相應的在 T 周期。因此，譜相關的定義是：關于 t 的第一個變換使每一個繼承人復雜的復合物的光譜成分的系列產品的時間 t（因為自相關是一個信號的卷積與本身在時間逆轉） 。因此，進一步傅立葉變換 ? 結果在一個復雜的復合物的繼承人，這相應的頻譜相關譜的卷積。因此，譜相關循環(huán)頻率對應的頻譜相關，與自身的一個流離失所的版本，這可以用來計算給定值的譜相關。圖圖 6（a）所示為典型的譜相關軸承內圈故障[5]。 f 的 500 赫茲的范圍實際上代表樂隊[2800，3300]赫茲變焦分析提取?？梢钥闯觯?f 是連續(xù)的，但離散號英寸譜相關。 [5]它顯示的積分RB 蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190 183工程失效分析 11（2004）177-190循環(huán)頻率 α循環(huán)頻率 α圖 6 （一）為本地化的內圈故障（B）的平方信封譜的譜相關對所有 f 的譜相關，其實是給予相同的預期值的平方信號（即有效平方信封）的傅里葉變換的結果。這是復制圖。6（b）和包含所需的診斷信息。BPFI（120 赫茲）的前兩個諧波可以看出，間距等于軸的速度（9.5 赫茲）的邊帶包圍。也有后者的低諧波，這種模式是典型的內圈故障，如上面所解釋。軸承故障表現(xiàn)為高頻率的添加劑陣陣，包絡分析提供了一個很好的診斷，也沒有必要來計算譜相關。凡軸承故障表現(xiàn)為一個齒輪嚙合頻率調制，已經歷場合，然后線性過濾不能使用它自己分開的兩個組成部分。然而，它仍然是有可能使軸承的信號分開齒輪相關的組件，如以下解釋（二階）循環(huán)平穩(wěn)性質使用。周期信號實際上是循環(huán)平穩(wěn)，所謂的“一階循環(huán)平穩(wěn)” ，作為自己的自相關函數(shù)是關于 t 的周期。然而，他們還定期與 t，使譜相關包含在反對二階循環(huán)平穩(wěn)信號的連續(xù)線的兩個方向上（釘子“床” ） ，如圖所示的離散峰。 6（一） 。例如，如果內圈有一個擴展的剝落，這將給予不同的懸浮軸承齒輪的支持，因此其嚙合頻率調制。然而，調制信號是不（完全）定期，但循環(huán)平穩(wěn)，如圖所示。 7，由于滾動體是一個 DI 每個齒輪[6]革命剝落表面粗糙 erent 部分。圖所示的調制信號。 7 有一個疊加的二階循環(huán)平穩(wěn)分量調幅寬帶噪聲的外觀確工程失效分析 11（2004）177-190定性成分（當?shù)氐钠骄担?。將一個齒輪嚙合這樣一個信號調制信號的譜相關約圖所示。 8，具有相應的確定性部分的離散峰，相應的各有關循環(huán)頻率的隨機部分的線。作為插圖，后者將有效地圍繞載波頻率的諧波間隔的時間間隔對應的基本調制頻率（齒輪的轉速。 （即牙齒嚙合頻率） ，如果信號受到的 DRS，這將消除單邊帶頻率確定性成分與任何齒輪故障的到來，留下唯一的二階循環(huán)平穩(wěn)有關的軸承故障的線路。184 包蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190圖 7 調制信號為內圈剝落工程失效分析 11（2004）177-190圖 8 譜相關圖從一個擴展內圈剝落4 歷史案例上面所討論的各種手續(xù)，說明使用從美國海軍獲得海鷹直升機變速箱故障軸承的信號。這些故障往往是由在該領域的芯片探測器檢測，變速箱，從服務中刪除，并安裝在試驗臺，在那里他們可以在典型負載和速度經營。4.1 滾動體故障滾動體故障說明圖。 9。振動信號比較不能和無故障同變速箱，但他們可以在良好的條件相同的齒輪箱。變速箱有兩種氣體從左舷和右舷兩側對稱輸入（從兩個燃氣渦輪機RB 蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190185工程失效分析 11（2004）177-190圖 9 輸入齒輪（大底）支撐軸承滾動元件故障。） ，這些給了信號的重復性的措施。圖 10 顯示了從右舷變速箱故障（故障的開發(fā)方）的體外循環(huán)比較（恒定比例帶寬）相比，沒有譜。在底部顯示頻譜的兩例分貝之間的差異。 DI 雙方之間的最顯著的標記區(qū)域“由于軸承故障” ，范圍在 10-20 千赫的頻譜增加至 7 分貝。在此頻段的解調信號，包絡譜如圖。 11被發(fā)現(xiàn)。這是一個經典的包絡譜，為滾動體故障，因為它有籠速度與間距相等的邊帶包圍 BSF 的諧波（由諧波光標表示） 。 BSF 的二次諧波比第一強，表明興奮醒目的內圈和外圈的脈沖這種情況下， ，SANC 不需要分開齒輪屏蔽軸承故障信號的。4.2 行星軸承滾動元件故障分析的情況下圖所示。 12.In 這種情況下，有沒有在測量外部頻譜水平的顯著變化，所以一些試驗和錯誤找到一個頻率范圍內解調故障指示。有人企圖使用 SANC 除去相當大的齒輪信號的屏蔽，但是這并沒有任何改善，大概是因為速度波動過程中測量。通常情況下，它將有可能使用上述的訂單跟蹤，以消除速度變化的影響，但不幸的是在這種情況下，沒有轉速信號。盡管未能消除齒輪組件，包絡分析能夠顯示滾動元件故障的典型模式，如圖所示。 13 日描繪周圍 BSF 的二次諧波放大的光譜。注意雙不同頻率尺度。在每一種情況下，該中心光標上 2BSF，帶光標間距設置籠速度（相對內圈） 。它與地球的軸承是內圈，固定載荷方向，在正常情況下，外圈是固定的。圖13（一）沒有 SANC，而圖分析。 13（二）后 SANC 應用。如上所述，這給沒有改善。圖 13 BSF 的二次諧波，但周圍的一次諧波的放大譜了非常類似的圖片。工程失效分析 11（2004）177-190圖 14 顯示了另一個星球軸承故障的情況下（從海王直升機[7]） ，SANC 穩(wěn)定，能夠消除掩蔽 E？揭示內，外圈故障齒輪振動 ECTS 速度。上包絡譜，得到了許多模擬信封設備的典型的技術，使用的包圍，只是高通過濾（1 kHz 時）186 包蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190圖 10 在輸入小齒輪軸承的滾動體故障和無譜的比較。在底部的差譜。圖 11。滾動體故障包絡譜（BSF 的光標） 。工程失效分析 11（2004）177-190RB 蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190187圖 13 沒有元件故障（一） （二）SANC 由于軸承故障 SANC 信封光譜放大行星齒輪滾動。工程失效分析 11（2004）177-190執(zhí)行。帶通范圍在 16-19 千赫（其中最大的光譜變化發(fā)生故障）的過濾并顯示BPFO 和 BPFI 組件，但仍受到齒輪組件掩蓋。4.3 內圈故障如圖遇到內圈故障。 15。它是為支持輸入齒輪（參見圖 9）小端軸承。它檢測到很晚，因為芯片被被困在附近的軸承油壩，并沒有過去的芯片檢測器的循環(huán)。因此，通過檢測故障時，剝落了延長比賽幾乎一半左右，并已成為相對平穩(wěn)。圖 16 CPB 譜的比較了這種情況下，類似的圖。 10?？梢钥闯?，現(xiàn)在的分歧是在較低的頻率，gearmesh 頻率附近的諧波，表明頻譜的變化，主要是由于調制，而不是添加劑的沖動。包絡分析在 BPFI 沒有透露任何部件，只是一個小齒輪的轉速大量增加的事實證實了這一點。這是很可能 BPFI 已檢測出的小坑時會興奮銳利的影響故障的早期階段，但由于穿的平滑減少了此電子郵件等。這是一個技術，在 3.1 節(jié)所述的情況（圖 7 和 8）被發(fā)現(xiàn)是有用的，因為它允許從齒輪故障區(qū)分具有相同的頻率（齒輪轉速軸承故障） 。圖 17 顯示了譜相關計算等于軸的速度和無故障。譜相關的計算之前，所有的離散頻率分量（可能有齒輪）被拆除使用 DRS 程序。 ITIS 看到故障，給出了一個大的增加，很寬的頻率范圍內超過 20 分貝，這只能來自軸轉速二階循環(huán)平穩(wěn)信號，這無形中必須是軸承內圈故障。188 包蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190工程失效分析 11（2004）177-190圖 14。齒輪的應用 SANC SANC 在海王直升機（一）無行星軸承故障;（二）隨著 SANC，齒輪轉動為主 éECTS 拆除，露出內圈和外圈軸承頻率。工程失效分析 11（2004）177-190圖 15。輸入齒輪小端軸承內圈剝落。后來上的齒輪與軸承的故障試驗臺測量結果表明類似的圖片，本地化和擴展內圈故障，在譜相關軸的速度大幅增加。對于本地化的故障，差異主要是在高頻率，故障同樣可以使用包絡分析進行診斷，但擴展故障的區(qū)別是在較低的頻率，是很難被分辨包絡分析。RB 蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190189圖 16。在輸入小齒輪軸承內圈故障和無譜的比較。在底部的差譜。圖 17。α=Ω 計算，延長內圈故障和無譜相關。5．結論工程失效分析 11（2004）177-190直升機齒輪箱軸承診斷提供了一個特別 DI？邪教組織的情況，因為軸承故障信號在很寬的頻率范圍內的齒輪信號的屏蔽。出于這個原因，技術已經發(fā)展到分開的齒輪和軸承信號，根據各自不同的統(tǒng)計特性，這有利于診斷。使用情況從美國海軍獲得的歷史數(shù)據，從 3 架直升機齒輪箱故障，以及一個從澳大利亞海軍的技術說明。190 包蘭德爾/工程失效分析 11（2004）177-190致謝信號提供了由美國海軍空戰(zhàn)中心飛機分部（NAWCAD） ，這項研究是由概念中的支持，通過專業(yè)計劃的中心。參考文獻[1]麥克法登的 PD。一個周期性波形時域平均提取訂正模型。機械系統(tǒng)與信號處理 1987;1（1）:83-95。[2]何研發(fā)，：蘭德爾預算。軸承診斷技術使用模擬和實際軸承故障信號的優(yōu)化。機械系統(tǒng)和信號處理 200014（5）:763-88。[3] CHATURVEDI，托馬斯 DW.齒輪故障檢測，使用 1982 的 ASME 自適應降低噪聲;104:280-9。[4]安東尼 J，蘭德爾預算。無監(jiān)督的噪音消除振動信號兩部分組成的一個新的算法。機械系統(tǒng)信號處理[出版]提交。[5]蘭德爾 RB，安東尼 J，Chobsaard 與光譜的相關性和診斷的包絡分析之間的關系軸承故障和其他循環(huán)平穩(wěn)機信號。機械系統(tǒng)與信號處理 200115（5）:945-62。[6]安東尼 J，蘭德爾預算。迪？erential 齒輪和軸承故障診斷。 ASME J VIB和聲學 2002;124:165-71。[7]：蘭德爾包。在直升機齒輪箱軸承診斷。在：Comadem 會議，曼徹斯特，9月 2001。