發(fā)布時間：2020-11-15 10:10

　　 齒輪是航空發(fā)動機傳動系統(tǒng)的核心構件。其表面層質量直接影響發(fā)動機的功能和使用壽命。齒輪的磨削加工中,磨粒的切削、刻劃和滑擦作用可能導致齒輪產生磨削燒傷,產生如耐腐蝕、耐磨和抗疲勞強度等性能退化,嚴重燒傷時還會萌生裂紋造成斷齒等嚴重事故,嚴重影響飛機的飛行安全。工廠通常采用酸蝕法對齒輪磨削燒傷檢測,這種方法不僅受操作者影響因素大,精度低,更不利的是對齒輪有一定的微損傷和可能導致氫脆,因此,開發(fā)一種能快速檢測和評價齒輪表面磨削損傷的無損檢測方法顯得尤其重要。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上,分別研究渦流、漏磁和巴克豪森檢測磨削燒傷檢測的優(yōu)缺點和磨削燒傷的檢出率,針對存在的問題,提出渦流、漏磁和巴克豪森檢測數(shù)據(jù)融合提高檢出率的方法,在設計和制作渦流、漏磁和巴克豪森齒輪綜合檢測系統(tǒng)和編制相應的數(shù)據(jù)采集和分析軟件基礎上,采用三種電磁檢測信號進行歸一化處理算法并進行歸一化處理,對11個(946個齒面)齒輪研究分析結果表明:由于磨削燒傷部位磁導率減低,使得渦流信號中的相位角度降低,磨削燒傷部位和磨削燒傷部位的磁導率差增加,使得泄露磁場強度增加,磨削燒傷部位磁疇釘扎作用強,磁疇偏轉伴隨的噪聲強度提高,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,單參數(shù)檢測時,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、漏磁檢測、巴克豪森檢測參數(shù)后,對三種參數(shù)進行K均值聚類、馬氏距離判別、BP神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合,融合結果為:K均值聚類融合磨削燒傷的判斷準確率97.25%,馬氏距離判別融合磨削燒傷的判斷準確率90.54%,BP神經(jīng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合判斷準確率94.52%,均高于單參數(shù)檢測的檢出率,其中K均值聚類融合效果最好。本文綜合巴克豪森、渦流、漏磁檢測三種電磁無損檢測方法,應用基于機器學習的數(shù)據(jù)分析方法,給出評判算法并進行驗證,將傳統(tǒng)的對產品檢測上升到評估層面,為齒輪磨削燒傷無損檢測提供了一種新思路。
【學位單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：V263.6
【部分圖文】：

航空大學碩士學位論文 第 1 顯微硬度值直到 100μm 的地方依然較低。在對這些工件材料進行能譜，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行強擠壓和大量的研磨熱，導致研磨區(qū)溫度過高，從而使表面變色，表層金相組織。隨航空工業(yè)機械加工水平的提高，齒輪表面機加工質量不斷提高，由于寸及表面粗糙度影響產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。在反復剪切應力，裂紋出現(xiàn)的原因是局部表面變形。在之后的作用下，小裂紋會逐漸變產生裂紋。軸承的承載能力大幅下降，裂紋尖端會由于尖端彎應力發(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。

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

圖 1-3 不同磨削狀態(tài)條件下的齒輪殘余應力分布航工業(yè)某廠主要采用目視檢查和酸洗法對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件氫脆等部件無法投入使用，也屬于破壞性檢測，急需一種無損檢磨削燒傷的快速、定量檢測。生磨削燒傷后，齒輪表面的組織與形貌也會發(fā)生變化，強之改變，對齒輪的產品性能以及使用壽命都有很大的影響特性會發(fā)生一定的變化，當前磨削燒傷的主流檢測方法就，鑒別方法有：也稱酸洗法，流程如下：試驗工件放入到一定比例的酸性對不同酸性的敏感度各異，進而呈現(xiàn)不同的顏色。參考齒家標準，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，表明燒傷越嚴重。該方法廣泛應用于工業(yè)領域，染的方法，會對試件造成損壞。即使表面完整，酸洗前后
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本文編號：2884645