發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 10:10

　　 齒輪是航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的核心構(gòu)件。其表面層質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功能和使用壽命。齒輪的磨削加工中,磨粒的切削、刻劃和滑擦作用可能導(dǎo)致齒輪產(chǎn)生磨削燒傷,產(chǎn)生如耐腐蝕、耐磨和抗疲勞強(qiáng)度等性能退化,嚴(yán)重?zé)齻麜r(shí)還會(huì)萌生裂紋造成斷齒等嚴(yán)重事故,嚴(yán)重影響飛機(jī)的飛行安全。工廠通常采用酸蝕法對(duì)齒輪磨削燒傷檢測(cè),這種方法不僅受操作者影響因素大,精度低,更不利的是對(duì)齒輪有一定的微損傷和可能導(dǎo)致氫脆,因此,開發(fā)一種能快速檢測(cè)和評(píng)價(jià)齒輪表面磨削損傷的無損檢測(cè)方法顯得尤其重要。在研究了齒輪磨削燒傷形成因素,磨削燒傷組織的電磁特性基礎(chǔ)上,分別研究渦流、漏磁和巴克豪森檢測(cè)磨削燒傷檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)和磨削燒傷的檢出率,針對(duì)存在的問題,提出渦流、漏磁和巴克豪森檢測(cè)數(shù)據(jù)融合提高檢出率的方法,在設(shè)計(jì)和制作渦流、漏磁和巴克豪森齒輪綜合檢測(cè)系統(tǒng)和編制相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和分析軟件基礎(chǔ)上,采用三種電磁檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行歸一化處理算法并進(jìn)行歸一化處理,對(duì)11個(gè)(946個(gè)齒面)齒輪研究分析結(jié)果表明:由于磨削燒傷部位磁導(dǎo)率減低,使得渦流信號(hào)中的相位角度降低,磨削燒傷部位和磨削燒傷部位的磁導(dǎo)率差增加,使得泄露磁場(chǎng)強(qiáng)度增加,磨削燒傷部位磁疇釘扎作用強(qiáng),磁疇偏轉(zhuǎn)伴隨的噪聲強(qiáng)度提高,巴克豪森噪聲電壓的均方根值增加,因此渦流、漏磁、巴克豪森方法均可以用于磨削燒傷檢測(cè),單參數(shù)檢測(cè)時(shí),利用的磨削燒傷部位的磁特性參數(shù)不同,磨削燒傷的檢出率不能滿足工程實(shí)際的高可靠性的要求,本文提出綜合利用磨削燒傷部位的磁特性參數(shù)的數(shù)據(jù)融合方法,在歸一化處理渦流檢測(cè)、漏磁檢測(cè)、巴克豪森檢測(cè)參數(shù)后,對(duì)三種參數(shù)進(jìn)行K均值聚類、馬氏距離判別、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合,融合結(jié)果為:K均值聚類融合磨削燒傷的判斷準(zhǔn)確率97.25%,馬氏距離判別融合磨削燒傷的判斷準(zhǔn)確率90.54%,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合判斷準(zhǔn)確率94.52%,均高于單參數(shù)檢測(cè)的檢出率,其中K均值聚類融合效果最好。本文綜合巴克豪森、渦流、漏磁檢測(cè)三種電磁無損檢測(cè)方法,應(yīng)用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析方法,給出評(píng)判算法并進(jìn)行驗(yàn)證,將傳統(tǒng)的對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)上升到評(píng)估層面,為齒輪磨削燒傷無損檢測(cè)提供了一種新思路。
【學(xué)位單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：V263.6
【部分圖文】：

航空大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 顯微硬度值直到 100μm 的地方依然較低。在對(duì)這些工件材料進(jìn)行能譜，可以確定燃燒表面除了極薄的氧化膜仍然是基體材料，這表明表面硬磨主要是由于鈍化以及砂輪的磨粒和磨粒在工件表面上很進(jìn)行強(qiáng)擠壓和大量的研磨熱，導(dǎo)致研磨區(qū)溫度過高，從而使表面變色，表層金相組織。隨航空工業(yè)機(jī)械加工水平的提高，齒輪表面機(jī)加工質(zhì)量不斷提高，由于寸及表面粗糙度影響產(chǎn)品壽命的案例不斷減少，然而，航空零部件因磨失效的案例越來越多。例如，約 40%的軸承故障是由于內(nèi)部原因造成期故障。磨削加工問題占 40%，外部因素約占 60%。磨削燒傷容易在過程中出現(xiàn)，使表面層軟化形成硬而脆的二次淬火層。在反復(fù)剪切應(yīng)力，裂紋出現(xiàn)的原因是局部表面變形。在之后的作用下，小裂紋會(huì)逐漸變產(chǎn)生裂紋。軸承的承載能力大幅下降，裂紋尖端會(huì)由于尖端彎應(yīng)力發(fā)生落。最終大面積片狀剝落，齒輪磨削燒傷造成失效的案例參見圖 1-1。

分別對(duì)以上三組齒輪制取試樣，并在節(jié)圓部位表面檢測(cè)殘余應(yīng)力，檢測(cè)結(jié)果如圖1-2，滲碳淬火磨削形成的殘余應(yīng)力見圖 1-3。結(jié)果顯示，足夠的淬火冷卻對(duì)提高表面殘余壓應(yīng)力有幫助，由于磨削過熱會(huì)在次表層產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，恰當(dāng)?shù)哪ハ鞴に嚥粫?huì)影響殘余應(yīng)力的分布[8]。

圖 1-3 不同磨削狀態(tài)條件下的齒輪殘余應(yīng)力分布航工業(yè)某廠主要采用目視檢查和酸洗法對(duì)齒輪是否存在磨檢查磨削裂紋，酸洗法屬于抽檢且易引起金屬構(gòu)件氫脆等部件無法投入使用，也屬于破壞性檢測(cè)，急需一種無損檢磨削燒傷的快速、定量檢測(cè)。生磨削燒傷后，齒輪表面的組織與形貌也會(huì)發(fā)生變化，強(qiáng)之改變，對(duì)齒輪的產(chǎn)品性能以及使用壽命都有很大的影響特性會(huì)發(fā)生一定的變化，當(dāng)前磨削燒傷的主流檢測(cè)方法就，鑒別方法有：也稱酸洗法，流程如下：試驗(yàn)工件放入到一定比例的酸性對(duì)不同酸性的敏感度各異，進(jìn)而呈現(xiàn)不同的顏色。參考齒家標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)燒傷面積百分比和回火燒傷顏色判斷磨削程積越大，表明燒傷越嚴(yán)重。該方法廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，染的方法，會(huì)對(duì)試件造成損壞。即使表面完整，酸洗前后
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本文編號(hào)：2884645