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主减速器是直升机传动系统的比较重要部件之一，承担动力转向与变速任务，它与发动机、主旋翼、液压系统等相连，影响直升机多个关键性能。主减速器长期执行任务下，其部件会不可避免地出现疲劳和老化，容易引起故障，造成飞行事故。为及时预警主减速器故障，保障直升机飞行安全，广电计量可靠性与环境工程研究所成立专项科研小组，开展基于声信号的主减速器故障分析技术研究，为直升机飞行安全保驾护航。
主减速器现疲劳 直升飞机易失事
据统计，由机械故障引起的直升机飞行事故中，超过50%的事故原因可以归咎于主要动部件（旋翼系统、发动机和传动系统）故障【1】。其中，传动系统的维修费用约占总维护费用的30%，是重点监控和维护对象【2】。
主减速器作为传动系统的比较重要部件之一，主要由轴、轴承、齿轮构成。在工作过程中，由于部件间存在间隙、摩擦和相互作用力等内在因素，以及材料缺陷、制造装配误差和工作环境恶劣等外在因素，主减速器在长期运行下会不可避免地出现疲劳和老化，一旦在直升机飞行中出现故障，就会威胁到正常飞行和人员安全，带来极大的损失和难以预估的影响。
【1】袁志文,赵云,金小强,等. 基于TEAMS的直升机传动系统测试性建模分析[J]. 科技信息, 2022(5):24-26. DOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2022.05.004.
【2】丁文强. 直升机传动系统发展概述[J]. 航空动力,2022(3):65.
故障模式“听得见” 声学信号“看得见”
目前，主减速器的故障诊断大多以粘在部件表面的传感器收集振动信号为基础，并且只能通过测试轴承座处的振动信号诊断齿轮箱内部件故障，此方法下高强度运行极易损伤振动传感器，导致信噪较差和失真。为提升信号收集质量，及时诊断主减速器故障，科研小组开展基于声信号的主减速器故障分析技术研究，研发出一套基于声信号的主减速器故障分析技术。
本项技术可现5种典型故障模式（包括齿轮剥蚀、齿轮断齿、齿轮裂纹、轴承保持架断裂、轴健松动等）下，清晰提取及识别主减速器典型故障声学信号特征，并构建声场成像云图集，现声学故障识别可视化。拥有非接触、损测量、需改装设备、监测效率高等点，已发表期刊论文3篇，并向知识产权局申请发明专利2项，取得软件著作权4项，具备成熟的技术能力，适用于已列装直升机不方便改装或加装传感器、维护人员需随时现场监测等应用场景。
助力交通运输行业高速发展
本项技术可直接应用于直升机齿轮件、轴承件和轴件等关键部件的故障识别和预警，对直升机的安全使用和效能发挥具有重要意义，同时也可保障其他产品中承担动力转向与变速任务的关键部件质量，如使用齿轮和轴承部件的汽车、轨道列车和航空等交通运输产品，助力交通运输行业高速发展。
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发表于 2024-10-5 07:04:41
