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机械装备齿轮传动系统摩擦磨损在线监测技术及应用

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完成单位:泉州信息工程学院,火箭军工程大学,西安外事学院

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

陈小虎,高善平,毋文峰,袁晓静,姚春江,毛荣富,周永涛,张燕,李雪锋,杜月香

项目概况

齿轮传动系统作为重要的基础核心部件,在航空航天、交通运输、石油化工、能源电力、工程装备及军事装备等领域的高端装备中得到广泛应用,保证其安全可靠运行具有重要意义。 大量研究和工程实践表明,摩擦磨损是导致齿轮传动系统出现故障的最重要根源性因素。针对齿轮传动系统开展摩擦磨损状态监测,尤其是早期磨损和对于工作在低速、重载与变工况等复杂环境下的设备,基于油液监测手段的摩擦磨损监测方法针对性强,效果非常明显。然而,传统的油液分析技术效率低、成本高,无法实现在线监测与自动化分析。 本技术研究在总装备部预研重点基金、军内科研、福建省自然科学基金、校级高层次人才基金和横向课题等项目的支持下,针对传统技术手段的不足,研究开发了多参数在线油液监测技术,实现了对装备润滑油的粘度、水分、温度、密度和介电常数等理化性能参数及摩擦磨损颗粒图像的采集、分析与识别。研究群磨粒特征信息提取与表征方法,建立了不同状态条件及全寿命期摩擦磨损过程的多参数非平稳时间序列模型,实现了复杂工况条件下齿轮传动系统的有效摩擦磨损状态识别和剩余寿命预测。在此基础上,实现了在线、现场快速分析和基于网络的远程监测多种应用模式,建立了齿轮传动系统摩擦磨损状态监测诊断体系。技术成果一方面为复杂工况条件下的齿轮传动系统和早期磨损提供了有效的监测手段;另一方面,提高了复杂机械装备摩擦磨损监测和剩余寿命预测的准确性与可靠性,从而保证重大装备运行的安全性与可靠性,具有非常重要的工程意义和应用价值。 该技术既可以在线应用,又可以在离线模式下作为快速监测手段应用于装备工作现场和油液监测实验室,还可以结合网络通信手段实现远程监测与诊断,可扩展性强。同时,可以有效推广应用于其它机械零部件和系统的摩擦磨损监测与诊断。经第三方机构科技查新和成果鉴定,表明相关技术新颖,整体达到国内领先水平。 本技术成果目前已在复杂军事装备、大型工程装备、施工机械和制造装备等多领域应用,产生了重要的军事效益和社会效益,以及明显的经济效益。