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J-GLOBAL ID：201902287084934550   整理番号：19A0488427

変分モード分解に基づく結合振幅と周波数復調解析による遊星歯車箱故障診断【JST・京大機械翻訳】

Planetary Gearbox Fault diagnosis via Joint Amplitude and Frequency Demodulation Analysis Based on Variational Mode Decomposition

著者 (4件)： Feng Zhipeng (School of Mechanical Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) ,  Zhang Dong (School of Mechanical Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) ,  Zuo Ming J. (School of Mechatronics Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China) ,  Zuo Ming J. (Department of Mechanical Engineering, University of Alberta, Edmonton, AB T6G 1H9, Canada)
資料名： Applied Sciences (Web)  (Applied Sciences (Web))
巻： 7  号： 8  ページ： 775  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7135A  ISSN： 2076-3417  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 遊星歯車箱振動信号は,歯車故障の振幅変調と周波数変調(AM-FM)効果により,歯車噛合い振動に及ぼす時変振動伝達経路の振幅変調(AM)効果と同様に,強い変調特性を有する。これは,Fourierスペクトルにおけるインボリュート側波帯構造,おそらく誤った故障診断をもたらす。振幅変調(AM)と周波数変調(FM)部分の両方の変調周波数は,歯車故障特性周波数に密接に関連している。これは,結合振幅と周波数復調解析のアイデアを示し,したがって,Fourierスペクトルに固有の複雑な側波帯問題を扱う。復調解析は瞬時周波数の正確な推定のための単一成分信号と歯車故障に敏感なAM-FM成分の適切な選択を必要とする。この目的のために,まず,複雑な変調信号を構成AM-FM成分に分解する能力を利用することにより,変分モード分解(VMD)を介して複素信号を固有モード関数(IMFs)に分解する。複雑な遊星歯車箱信号解析におけるVMDの効果的な応用のために,VMDにおける重要なパラメータ,すなわち分離されるIMFの数を決定する方法を提案した。正確な瞬時周波数推定のために,経験的AM-FM分解によりIMFを分解し,瞬時周波数推定に及ぼすAMの影響を除去した。次に,更なる復調解析のための主要な歯車故障情報を含む敏感なIMFを選択した。敏感なIMFを適切に選択するために,歯車振動特性とVMD特性に基づく基準を提案した。最後に,選択した敏感IMFの振幅エンベロープと瞬時周波数にFourier変換を適用することにより,振幅と周波数復調スペクトルを得た。復調されたスペクトルで示された特性に従って,著者らは遊星歯車箱故障を検出することができた。提案した方法を数値シミュレーション遊星歯車箱振動信号により例証し,遊星歯車箱の実験室実験振動信号を用いてさらに検証した。3つのタイプの歯車(太陽,惑星,およびリング)の故障を首尾よく同定した。Copyright 2019 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *復調 ,  周波数変調 ,  シミュレーション ,  エンベロープ ,  振幅変調 ,  噛合い ,  *故障診断 ,  Fourier変換 ,  *故障 ,  信号解析 ,  *遊星歯車 ,  側波帯 ,  スペクトル
準シソーラス用語： 数値シミュレーション ,  瞬時周波数 ,  振動信号 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 遊星歯車箱 ,  故障診断 ,  変分モード分解 ,  経験的AM-FM分解 ,  復調

分類 (1件)： 歯車,歯車装置  (QB01060O)

引用文献 (39件)：

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• Lei, Y.G.; Lin, J.; Zuo, M.J.; He, Z.J. Condition monitoring and fault diagnosis of planetary gearboxes: A review. Measurement 2014, 48, 292-305.
• Cooley, C.G.; Parker, R.G. A review of planetary and epicyclic gear dynamics and vibrations research. Appl. Mech. Rev. 2014, 66, 040804.
• Chaari, F.; Fakhfakh, T.; Haddar, M. Dynamic analysis of a planetary gear failure caused by tooth pitting and cracking. J. Fail. Anal. Prev. 2006, 6, 73-78.
• Chaari, F.; Fakhfakh, T.; Hbaieb, R.; Louati, J.; Haddar, M. Influence of manufacturing errors on the dynamic behavior of planetary gears. Intern. J. Adv. Manuf. Technol. 2006, 27, 738-746.

タイトルに関連する用語 (7件)： 変分 ,  モード分解 ,  振幅 ,  復調 ,  解析 ,  遊星歯車 ,  故障診断