针对复杂工况下齿轮箱的全寿命周期振动信号进行早期异常检测分析。首先,使用时域同步平均算法对原始数据进行预处理;其次,为了减小工况变化对信号的干扰,基于齿轮运行残差(GMR)信号去除基础啮合频率及其谐波信号,运用EVIEWS软件建立向量自回归(VAR)模型并计算残差;最后,通过计算残差的峭度、标准差和均方根等判断齿轮异常发生的时间点,并与基于时域同步平均的方法进行对比。结果表明,所提方法能够在第109号文件检测出齿轮箱发生早期故障,比现有方法提前20个文件发现异常,为齿轮箱的早期故障诊断和维修决策奠定了基础。

针对变工况风电齿轮箱振动信号存在频谱频率模糊问题,以及传统时域同步平均方法需要键相信号及转速稳定要求。提出了一种不需要键相信号可跟踪变转速振动信号瞬时频率的时域同步平均方法。该方法通过非线性短时傅里叶变换(Non-linear short-time fourier transform,NLSTFT)获取变转速齿轮箱振动信号瞬时频率曲线,积分得到瞬时相位曲线;根据瞬时相位对原始信号进行角域重采样,获得阶次信号;最后对阶次信号进行TSA处理进行齿轮故障诊断。以某机组的齿轮箱实测数据,有效地验证了所提方法在风电齿轮箱故障诊断中的有效性及工程实用性。

行星齿轮箱具有结构紧凑、传动效率高、运行平稳等优点,被广泛应用于关键机械装备中。由于恶劣的工作环境,行星齿轮箱易产生齿根裂纹故障损伤且不易被识别,易造成安全隐患。扭转振动信号理论上不受行星架旋转引入的路径调制影响,相比于传统研究中的横向振动信号具有很大的优越性,频率成分简单,易于提取故障特征。为此,以扭振信号为分析对象,提出了一种加窗RMS(Root meam square)时域同步平均技术,实现行星齿轮箱的早期齿根裂纹故障诊断;并搭建故障模拟试验台,验证了该方法的有效性。

动平衡测量系统的关键在于去除干扰的滤波器设计.给出时域同步平均、Chebyshev窄带通滤波、整系数带通滤波、数字跟踪滤波及自适应滤波五种数字滤波器的传递函数,详细讨论它们在动平衡测量中的应用,从实用性角度对其滤波性能和实现方法进行比较分析,为动平衡机数字滤波方法的选型提供依据.

在验证了铣削力与刀柄摆动电涡流位移信号之间存在线性关系的基础上,以机床主轴端部x,y方向的加速度信号二次频域积分结果作为刀柄摆动位移信号,提取积分位移信号的基频及其谐波信号作为监测信号,解决了电涡流位移传感器安装不便的问题,同时有效去除了干扰信号的影响。利用时域同步平均（time synchronous averaging,简称TSA）计算监测信号的一阶和二阶累积量,结合时域指标方差、偏斜度、峭度、绝对均值及有效值定量刻画累积量波形,通过设定阈值实现状态预警,较好地解决了复杂曲面加工过程中铣刀状态在线监测与预警的难题。

提出了利用自相关函数和最近邻域发散度实现关联维数的可靠算法；针对齿轮泵的振动信号，先采用时域同步平均对信号进行消噪处理，然后用关联维数对齿轮泵进行故障诊断。实验结果表明，在齿轮泵的4种不同工作状态下振动信号的关联维数具有明显的可分性。