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船用齿轮箱拍振故障测试与分析

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刘猛，周平，罗自来，刘树勇

（1.92557部队，广东广州517000；2.海军工程大学，湖北武汉430033）

摘要：为探究船用齿轮箱拍振故障机理和优化设备运行过程中的健康管理，文章首先针对实船故障

信号进行振动测量，然后对所测信号开展时域、频域、共振解调谱、阶次谱和细化谱分析，最后解析信

号处理分析结果，揭示了齿轮箱拍振故障原因。结果显示该方法可有效分析船用齿轮箱拍振故障特征，

为解决故障提供了思路。

关键词：船用齿轮箱；拍振；信号处理；故障诊断

中图分类号：U672文献标志码：Adoi：10.13352/j.issn.1001-8328.2024.04.008

Abstract：Duetoexplorethefaultmechanismofbeatvibrationofmarinegearboxandoptimizethehealthmoni-

toringinequipmentoperationprocess，thispaperfirstexecutesthevibrationmeasurementagainstthesignalofthe

realmarinebeatfault.Inaddition，itanalyzesthetimedomain，frequencydomain,resonancedemodulationspec-

trum，orderspectrumandrefinedspectrumofthesignal.Finally，itanalyzesthesignalprocessingresultsandre-

vealsthereasonforthebeatvibrationfaultofthegearbox.Theresultsshowthatthemethodinthispapercaneffec-

tivelyanalyzethebeatvibrationfaultcharacteristicsofmarinegearboxesandprovideareferencetoresolvethefault.

Keywords：marinegearbox；beatvibration；signalprocessing；faultdiagnosis

船用齿轮箱与柴油机、螺旋桨相匹配，构成动噪声测试、分析及控制存在众多技术壁垒，也

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船舶的主推进系统。齿轮箱作为船舶动力系统中吸引了大量研究人员的关注。振动信号由于易于

将主机动力传递给推进器（螺旋桨）的主要传动获取、机理清晰和故障特征充足等特点，被广泛

装置，其健康状态监测和运维管理对船舶安全航应用于船用齿轮箱健康状态监测。

[1]

行具有重要意义。随着国内船舶工业的迅猛发工程上测得的信号一般为时域信号，时域分

展，对大功率船用齿轮箱性能要求愈发严格。齿析是信号处理方法中最为基础的一个部分，原理

轮箱不仅需要满足传递功率大、运载能力强、运简单且易于实现。丁显等选取裕度因子最大的经

行精度高和故障率低等基础性能要求，同时还需验模式作为故障敏感模式，实现了故障特征的提

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要关注其振动与噪声水平。一方面，齿轮箱振动取。通过