Welch功率谱与卷积神经网络结合的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障诊断在小训练样本下和强噪声下无法取得高精度识别的问题,提出一种基于Welch功率谱结合卷积神经网络进行诊断的方法。该方法以原始时域振动信号作为输入,用Welch功率谱转换数据形态同时对高强度噪声进行抑制,再用得到的功率谱训练卷积神经网络,最后将训练好的模型用于轴承的故障诊断。与WDCNN[1]等方法进行对比,实验发现在混合负载下,该方法平均识别率正确达到99%,其它方法达到这个精度至少需要20倍以上的训练样本量,明显优于WDCNN等方法。抗噪实验结果表明噪声对信号的干扰越强烈,该方法的抗噪表现越好,其抗噪性能要显著优于WDCNN等方法。

轴承转子系统快变过程振动响应的高精度频谱分析

针对高速轴承转子系统的启停过程,研究平稳和非平稳信号的高精度频谱分析方法,利用比例校正法对平稳信号频谱分析后的频率、幅值、相位进行了校正,建立一种将t时空域非平稳信号转变为t~2时空域平稳信号的方法,并基于平稳信号的比例校正法对其进行频谱分析,最后返回到t时空域获得某时刻的频域参数。仿真分析结果表明:该方法可以准确提取平稳信号的谱特征,也能较精确地提取非平稳信号特定时刻的频率、幅值和相位,提取结果精度较好,有效解决轴承转子系统快变过程的谱分析特征提取问题,为动力学特性分析提供了新思路。

集成式轴承状态实时监测系统设计

为了满足航空发动机高速轴承状态实时监测的迫切需求,研制了一种基于以太网传输的集成式多通道同步在线监测系统。系统集成了电涡流传感器前置器和IEPE加速度支持单元,满足了35~4400 MHz范围内感应探头激励和IEPE供电需求,实现转速和振动传感信号高精度采集,并通过硬件抗混叠滤波和滑动滤波算法抑制轴承的杂散干扰。试验结果表明:系统在0~9000 r/min范围内保持架转速测量误差小于2 r/min,相对误差小于0.1%,振动灵敏度为200 mV/g,实时性能好,实现轴承状态的实时在线监测。

高速精密电主轴静压滑动轴承设计及性能分析

现阶段,为充分满足高速精密电主轴静压滑动轴承的性能要求,在了解电主轴静压滑动轴承设计需求的基础上,详细分析其设计方案。通过ANSYS建模分析方法研究电主轴静压滑动轴承的性能网格划分及参数调整方案,并对改进后的电主轴谐波响应情况展开评价。由电主轴静压滑动轴承的现场测试结果可知,文章所介绍的轴承设计在技术上具有可行性,并且可以保证轴承的水平与垂直方向的刚度变化,值得推广应用。

高速大功率精密电主轴中的关键技术

高速精密大功率电主轴是高速数控加工机床中的核心部件 ,其性能的高低直接影响到高速加工机床的整体发展水平 .本文阐述了该技术的国内外发展现状 ,系统介绍了制约电主轴发展水平的几项关键技术 ,并对高速大功率电主轴的未来发展方向进行了展望 .

气体悬浮电主轴动态特性研究进展

在高效超精密加工中,气体悬浮电主轴存在电动机高速拖动能力衰减过快、电磁偏心激振、高次谐波激振和电动机定、转子发热严重以及主轴高速带来的温度效应和气流惯性效应等一系列技术难题。因此有必要对气体悬浮电主轴动态特性的影响因素进行系统分析和深入总结。分析气体悬浮电主轴的技术现状以及存在的问题;从轴承结构、气体流动形态、电磁偏心激振和不平衡响应等四个方面对电主轴稳定性的影响进行评述;综述轴承类型、轴承参数、表面粗糙度和轴颈倾斜对系统刚度的影响;阐述系统临界转速和电动机转速—力矩特性以及主轴高速带来的温度变化和气流惯性对主轴系统的影响;围绕主轴的回转精度,对主要因素、回转误差形成机理和精度测试与误差分离技术逐一评述;最后对气体悬浮电主轴技术的发展趋势进行预测和展望。

液体动静压电主轴关键技术综述

液体动静压主轴以其高回转精度、高动态刚度、高阻尼减振性和长寿命等性能优势,在高速精密机床领域获得广泛应用,但进一步适应超高速超精密加工需要,发展成为将机床主轴与高速电动机功能从结构上融为一体的液体动静压电主轴,还需解决高速化和结构集成化带来的轴承温升控制和电机性能优化等技术难题,需进一步从机理层面研究轴承特性和电动机高频电磁损耗等科学问题。因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。回顾液体动静压机床主轴轴承技术的发展历史;从轴承油腔结构、节流器、轴颈偏斜、轴瓦弹性变形、轴承副表面形貌、液体惯性效应、热效应、润滑介质可压缩性及非牛顿特性、水润滑动静压轴承等方面,对影响液体动静压电主轴轴承特性的关键技术进行逐一分析和评述;从高速电主轴对电动机几何特性、转速—力矩特性、热特性、振动及噪声特性的要求等角度,全面评述电动机性能的电磁参数设计方法、电磁损耗机理及计算方法和电磁损伤故障防治技术;具体分析动静压电主轴整机特性优化中的关键技术难题;对液体动静压电主轴技术的未来发展趋势进行预测和展望。

高精度轴承套圈超精密加工技术的现状与发展

综述了高精度轴承套圈超精密加工技术的发展现状,对在线电解修整(ELID)技术在高精度轴承套圈超精密加工中的应用展开详细介绍,同时展望了高精度轴承套圈超精密加工技术的发展。

轴向受载的高速角接触球轴承接触角域的精确确定

在分析了高速角接触球轴承动态特性方程组的基础上,对动态特性的辅助方程进行了寻求根本变量的分析,得到了各个方程组变量相互耦合的关系图和根本变量。根据高速角接触球轴承受纯轴向力时的特点,提出了应用接触角进行迭代求解动态特性的计算方法。为了确定接触角的求解域,根据文献的计算结果分析了随着载荷和转速的变化内接触角增量小于外接触角增量的特点,并应用本文提出的迭代方法对算例进行了计算,验证了对接触角增量变化分析的正确性,从而将接触角的搜索范围缩小一半,减少了计算量。

基于非线性有限元和快速建模的桥梁承载力预测

根据桥梁检测结果,准确、快速地预测桥梁承载力,对桥梁运营和维修具有重要意义.对基于非线性有限元软件的桥梁承载力预测技术进行了研究.首先介绍了精细建模技术,并通过大比例模型桥试验,证明了非线性有限元模型的准确性.为解决精细建模过于繁琐的问题,又开发了快速建模程序,以提高建模的方便性.最后,介绍了上述桥梁承载力预测技术的工程应用实例.

高精度承灾体数据支撑的地震灾情快速评估

地震灾情快速评估是震后地震应急响应的核心技术支撑。目前，随着高精度人口社会经济数据的推广，中国地震局下属单位的地震灾情快速评估所采用的承灾体数据大多由原来的县级精度提升到30”×30”（经纬度）的高精度。然而，基础数据精度得到提升的同时，灾情评估的主要算法和技术流程却没有改变。结果是评估准确度得到了一定提高，而县级精度数据支撑下的评估耗时较多（10～20min，大震时可在30min以上），震害损失空间分布不够精细等问题仍然没有得到解决。因此，文中首先介绍了高精度承灾体数据（30”×30”），描述地震灾情快速评估的原理及县级数据支撑下的实现过程，之后阐述利用高精度承灾体数据改善地震灾情快速评估数据基础的原理，在评估过程中利用栅格代数运算提高计算效率和保持数据精度的原理，以及通过分割和重新组织快速评估技术流程提高评估速度的方法。经试验验证，改进后地震灾情快速评估的准确度有所提高，能够产出高精度的（30”×30”）的震害分布，并且评估耗时缩减到1min以内（不含出图耗时）。大范围的高精度承灾体数据是一种模拟数据而非调查数据，尽管其基础是普查数据，但准确度与实际情况仍有一定的差距，需要进一步研究与优化。

沐川太平砂岩型铼钼(锇)矿点的地质特征和矿化时代

四川沐川县民主—太平—带含钼砂岩为一新矿化类型——沉积砂岩型铼钼(锇)矿点。X-射线粉晶衍射分析结果表明其中微—细晶鳞片状含钼矿物为晶质辉钼矿;高精度质谱分析发现辉钼矿中分散元素Re和铂族元素Os含量很高,具有重要的综合利用价值;高精度Re-Os同位素测年证明辉钼矿形成年龄与含矿的中生代红层盆地砂岩同期,未发现任何热液活动迹象或构造活动影响,认为辉钼矿属同生沉积产物。这一发现和研究对于矿物学和矿床学均具有重要的理论意义和应用价值。

高精密球轴承保持架间隙的仿真分析

以46/24.4型深沟球轴承为例,建立保持架动力学仿真模型。分析了不同引导间隙、兜孔间隙对保持架打滑率、套圈引导面与保持架间的冲击力、保持架质心轨迹的影响,得出了该工况下的最优保持架间隙,并通过试验验证了仿真分析的正确性。

基于单向流-固耦合的高精密液体静压主轴应力场和温度场研究

高精密液体静压主轴系统正常工作时,系统不均匀的温度分布、润滑油膜的压力分布都会造成应力集中和主轴系统结构变形,导致主轴过早失效。基于单向流-固耦合理论,以FLUENT和Workbench为联合仿真平台,对液体静压主轴的力-结构变形和热-结构变形以及应力分布进行分析研究。分析表明:主轴工作达到稳态后,轴承静压腔内的压力分布均匀,回油槽以及出口位置的温度梯度大,平均温度高于油垫的温度;静压轴承润滑油膜的压力和温度分布对主轴的径向变形影响更为明显,进而影响主轴的刚度;电主轴转子的温升是影响主轴应力集中的主要因素,对主轴工作的油膜间隙影响不明显。

高精度轴承滚道ELID磨削专用机床设计

文章主要针对高精度轴承外圈内滚道加工精度和加工效率低下、加工品质的一致性难以保证等问题,将ELID精密磨削技术应用于多主轴转台式磨床中,设计出一台高精度轴承套圈滚道ELID精密磨削专用磨床。该机床能够自动上下料,在一次装卡中实现对高精度轴承外圈内滚道的半精加工及精加工,并进行在位检测,从而保证工件的尺寸、形状精度、表面加工品质及一致性。详细说明了机床的设计理念、结构分布及轴承套圈滚道ELID磨削过程。

GCr15轴承钢比磨削力建模

比磨削力不受砂轮宽度或工件宽度的影响,在磨削力研究中具有普适性。为精确预测磨削力,采用中心组合试验设计,以非线性模型线性化后的线性编码为原则,结合工艺手册中磨削参数的常用取值范围(磨削深度a_(p)=10~30μm,磨削速度v_(s)=20~30 m/s,进给速度v_(w)=6~15 m/min),对磨削参数进行非线性编码,通过最小二乘法建立GCr15轴承钢平面磨削时比磨削力的统计模型。试验表明,该模型的平均预测精度达到88%。

基于ANSYS-FLUENT的高精密液体静压径向轴承动静态特性研究

以液体静压轴承为支撑的电主轴是高精密数控机床的一个最为关键的组成部件。静压轴承润滑油膜的压力分布、刚度和温度场的分布直接影响数控机床的加工精度。基于液体静压技术理论,对轴承的流量、静压腔压力和刚度进行数值计算。基于ANSYS-FLUENT联合仿真平台,以液体静压径向轴承的润滑油膜为研究对象,对其压力场、流场和温度场分布等进行了静态和瞬态的研究,仿真结果与数值计算结果取得了很好的一致性。分析表明,静压腔内的润滑油的压力和温度分布不会因为主轴的转速变化而发生明显的变化,而周向封油边和轴向封油边是压力和温度变化的敏感位置。

用数控外圆磨床数控插补的方法实现高精度球轴承磨削

介绍了几种目前球轴承生产常用的磨削方法,在此基础上提出了另外一种高精度球轴承磨削方法——数控插补法;并且对数控插补球轴承磨削的关键技术进行了理论分析以及实际应用。通过数控插补方法加工出来的高精度球轴承符合图纸要求,满足了使用需要。

静压气浮轴承承载能力的计算机仿真分析

对于气浮轴承承载力求解方法,学术界通常采用有限元单元法或有限差分法对建立起来的可压缩Reynolds方程求解。但是可压缩Reynolds方程的边界的条件不易获得,求解非常繁琐、工作量大,且求解精度不高。为此,应用计算流体动力学分析软件FLUENT对气浮轴承进行建模和数值仿真,使求解过程得到了简化,而且精度也得到了改善。此方法可缩短气浮轴承商品化的周期。

超高速数控精密磨床磁浮轴承主轴单元设计

本文介绍了磁浮轴承的优点,并提出了磁浮轴承作为磨床主轴轴承的设计方法。同时,首次提出了超高速数控精密外圆磨床磁浮轴承主轴单元设计方法和设计过程。并针对一台300m/s超高速数控精密外圆磨床磁浮轴承主轴单元进行了设计。经过实验证明,提出的设计方法是正确的。同时,应用了该技术的超高速数控精密磨床,虽然初期投资成本高,但其优越的使用性能使其综合效益高。