大跨距双列圆锥滚子轴承热态特性

针对摩擦发热会影响轴承寿命的问题,基于滚动轴承动力学理论,建立了考虑滚子修形的重载特种车辆用大跨距双列圆锥滚子轴承动力学分析模型和精细化轴承功耗数学模型,研究结构、工况参数对轴承摩擦功耗的影响规律,并对滚子与套圈的内滚道、外滚道和大挡边之间的接触温度特性进行分析。研究结果表明:转速、径向载荷增大以及内滚道倾角减小,滚子与挡边、滚道接触区最大温度均增大,且挡边接触区最大温度增大速率较快。轴向载荷增大会使受压侧受载最大滚子与套圈大挡边、滚道接触区最大温度均增大,套圈大挡边接触区最大温度增大速率较快;放松侧温度也增大,但增大速率较慢;倾覆力矩会导致两列滚动体温度产生差异,选择合适的跨距可以减小倾覆力矩对轴承温度的影响。

圆锥滚子轴承套圈辗扩成形有限元模拟

环件辗扩是轴承套圈的主要成形方法,加工质量直接影响轴承的使用性能。以圆锥滚子轴承为例,基于DEFORM建立套圈径向辗扩有限元模型,通过试验验证了模型的正确性,并分析了初始辗扩温度、芯辊进给速度和主动辊转速对套圈等效应变和温度的影响,结果表明:初始辗扩温度、芯辊进给速度增大,套圈等效应变减小;主动辊转速增大会使套圈等效应变增加;芯辊进给速度和主动辊转速增大,套圈温度升高且温度分布更均匀。

基于改进AFSA的参数优化VMD和ELM的轴承故障诊断

针对滚动轴承早期故障信号微弱、故障特征难以提取,导致故障分类效果差的问题,提出了一种基于改进人工鱼群(AFSA)进行参数优化的变分模态分解(VMD)和多特征向量融合的极限学习机(ELM)的滚动轴承故障诊断方法。首先,将改进后的AFSA对VMD算法的重要参数(分解个数K和惩罚因子α)进行自动寻优,适用度函数采用最小包络谱熵;其次,提取经AFSA-VMD分解后的包络谱熵最小的内蕴模态函数(IMF)分量作为最优分量,通过计算最优IMF分量的均方根值和峰值构造第一层特征值向量,计算最优IMF分量的样本熵、峭度和均方根构造第二层特征值向量;最后,将特征值向量送入极限学习机ELM进行滚动轴承故障的训练分类。试验结果表明本文算法具有良好的故障诊断效果且最终可实现98.25%的分类准确率和93.36%的实际诊断精度。

考虑修形的双列圆锥滚子轴承热特性研究

以往针对圆锥滚子修形的研究大多数都集中于滚子修形对轴承接触区域应力分布和载荷分布等方面的影响,很少有对基于滚子和滚道修形的双列圆锥滚子轴承接触区热特性的系统性研究。针对重型卡车车桥用双列圆锥滚子轴承承载较大,且失效形式多为高温失效的问题,对双列圆锥滚子轴承的热特性进行了研究。首先,基于滚动轴承动力学理论和滚子与滚道的对数修形理论,建立了重卡车桥用双列圆锥滚子轴承动力学模型;然后,基于摩擦功耗理论和热传递理论,建立了轴承摩擦功耗模型和热分析模型,研究了滚子、滚道修形参数对轴承热特性的影响规律;最后,搭建了轴承温度试验台,通过对比试验对仿真结果进行了验证。研究结果表明:滚子与滚道修形参数对相应滚子与滚道接触区的温度分布影响基本一致,修形系数大于0.8时,其能够消除端部应力集中的影响,系数过大则使滚子与滚道接触区最高温度增大;修形偏移量的变化会使接触区的最高温度位置发生变化;滚子与滚道同时修形,滚子与滚道修形偏移量接近时,滚子与大挡边接触区的最高温度较低。

粒子群PID控制器在角接触球轴承组件角刚度测量仪中的应用

设计了一种以伺服电缸为加载系统的角接触球轴承组件角刚度测量仪。为提高测量仪的精度,建立了伺服系统的数学模型,并提出了一种由粒子群算法整定PID参数的控制方法。仿真和试验表明:与常规PID控制相比,粒子群PID控制方法到达稳态的时间缩短了0.8 s,超调量减小了25%,而且基本无振荡现象,能满足伺服控制系统响应快,稳定性强的要求。

基于改进SSA的参数优化VMD和ELM的轴承故障诊断

针对滚动轴承早期故障信号微弱、故障特征难以提取导致故障分类效果差的问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)进行自适应参数优化的变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和多层特征向量融合的极限学习机(Extreme Learning Ma⁃chine,ELM)的滚动轴承故障诊断方法。首先,根据适应度函数值和迭代次数自适应改变SSA的寻优步长;随后,将改进后的SSA对VMD算法的重要参数(分解个数K和惩罚因子α)进行自动寻优,适用度函数采用最小包络谱熵;接着,提取经SSA-VMD分解后的包络谱熵最小的内蕴模态函数(In⁃trinsic Mode Function,IMF)分量作为最优分量,并计算其特征值;最后,通过变异系数法筛选,构造均方根值和峰值为第一层二维特征值向量,构造样本熵、峭度和均方根为第二层三维特征值向量,分别送入极限学习机ELM进行滚动轴承故障的训练分类。试验结果表明,本文算法具有良好的故障诊断效果且最终可实现98.25%的分类准确率和93.36%的实际诊断精度。

基于IGA的机械臂时间最优轨迹规划

针对传统机械臂轨迹规划效率较低的问题,课题组提出了对传统遗传算法初始种群的选取及种群的变异策略改进的方法。该方法以三次B样条插值曲线作为轨迹规划的基础,以各关节运动角速度、角加速度、角加加速度作为运动约束,使用改进型遗传算法(improved genetic algorithm,IGA)进行时间优化,可以得到满足运动约束条件的时间最优运动轨迹。课题组以自主研发的QFB140机械臂作为研究对象,采用改进型D-H参数进行标识,并导入MATLAB进行仿真。结果表明:IGA在时间优化上有了较大提升,进一步实现了时间最优轨迹规划,提高了工作的效率。

基于参数优化变分模态分解的滚动轴承早期故障诊断

针对滚动轴承早期故障特征难以从原始振动信号中提取的问题,提出了一种基于参数优化的变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)的轴承早期故障诊断方法。利用天牛须搜索算法(Beetle Antennae Search,BAS)对VMD算法的最佳参数组合进行优化搜索,搜索过程中以VMD分解后各本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)峭度值的倒数作为适应度函数。搜索结束后根据所得结果设定VMD算法的IMF分量个数和二次惩罚因子,并利用参数优化VMD算法对轴承振动信号进行分解。借助峭度准则筛选出最佳IMF分量进行Hilbert包络解调运算,获取信号的包络谱,包络谱中可显现出较为明显的故障冲击特征,根据这些冲击成分可实现轴承早期故障诊断。经过与经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和固定参数VMD算法的试验对比,所述方法可以更有效地提取轴承早期故障的特征。

轴承外圈侧面缺陷的视觉检测算法研究

针对轴承外圈侧面缺陷的在线检测要求及传统人工检测方法的不足,提出了一种基于差影法的轴承外圈侧面缺陷检测的新方法。该方法通过对轴承外圈侧面图像进行处理与分析,快速、准确地实现了轴承外圈侧面缺陷的识别。首先,使用CCD数字摄像机作为图像传感器进行图像采集;然后,对图像进行滤波去噪、图像分割、边缘检测处理,以对轴承外圈侧面进行快速定位;最后,采用差影法进行缺陷检测,并采用8-连通域法对缺陷进行标记。实验表明,该系统运行稳定,实时性好,抗噪能力强,运算速度快,并可有效检测出轴承外圈侧面缺陷。

洛伦兹散点图及其在房颤自动诊断中的应用

介绍了洛伦兹散点图的概念,以及在使用散点图时的定性分析和定量指标,并给出了长短轴比值的参数。利用散点图对比了房颤和窦性心率心电图,指出了在不同情况下散点图形状的区别,以及长短轴比值的差异。在进行心电信号的自动检测时,洛伦兹散点图可以作为辅助判断房颤的标准。

滚动轴承故障诊断系统的设计及应用

对轴承振动信号的分析与检测可以判断滚动轴承是否存在缺陷。然而目前国内大多数的轴承生产厂家对滚动轴承的故障诊断检测是通过速度型测振仪测量,然后根据经验(人的听力和观察仪表示值)去判断的,这无疑在效率上和准确性方面存在一定的缺陷。针对国内对轴承振动检测方法研究方面的不足,设计了一套全自动的轴承振动检测系统。从硬件设计、软件设计、控制系统3个方面进行介绍,并通过实验验证其效果良好,满足工业现场的要求。

轴承外观缺陷检测系统的设计与实现

针对目前国内对轴承外观在线检测系统的要求和传统人工检测方法的不足,设计一套基于TMS320DM642的轴承外观缺陷在线检测系统。该系统硬件平台主要包括视频编解码模块、存储器模块、可编程逻辑控制器CPLD模块及核心DSP芯片;软件设计包括轴承图像采集、图像预处理、图像定位与剪裁、差影处理、形态学运算及缺陷标记识别等。实验结果表明,该系统稳定、识别率高、实时性好且可满足轴承外观缺陷的在线实时检测。

轴承试验机多点温度监控系统设计

针对高转速轴承寿命试验机温度监控点较多且温度传感器类型不同的问题,设计了一种多点温度监控系统。该系统将传感器采集到的温度信号送入温控仪表,通过串口实现仪表与上位PC机的数据通讯,利用LabVIEW编程实现温度显示和控制、超温报警停机、数据存储和查询等功能。经试验证明:系统运行良好,温度数据传输速度较快,润滑油油温控制精确,有效地提高了轴承试验机的性能。

轴承端面缺陷的视觉检测方法

针对轴承端面缺陷的在线检测要求及传统人工检测方法的不足,提出了一种基于机器视觉检测技术的轴承端面缺陷检测方法,能够通过对轴承端面图像的处理与分析,快速、准确地实现轴承端面缺陷的识别。首先使用CCD数字摄像机作为图像传感器进行图像采集;然后通过二值化处理、边缘检测处理对图像进行快速定位与分割;最后采用8连通域标记法进行缺陷识别。试验表明:该系统运行稳定,运算速度快,抗噪能力强,实时性好,可有效检测出轴承端面缺陷。

基于LabVIEW的双端驱动轴承试验机同步控制系统研究

以双端驱动轴承试验机为实验平台,对双电动机同步性能进行了研究。建立了基于单轴控制系统模型的双电动机同步控制系统,推导了双电动机电流同步误差传递函数的数学模型,并分析了在典型输入信号下的电流同步误差。在交叉耦合控制的基础上,与模糊PID控制相结合,设计了模糊PID交叉耦合控制器。在LabVIEW软件中搭建了模糊PID交叉耦合控制器的仿真模型,并在轴承试验机上进行验证。仿真和实验结果表明,该控制器在阶跃、斜坡等典型输入情况下可以有效地减小系统同步误差,并且有良好的抗扰动性能和自适应能力,可使轴承试验机系统获得良好的控制效果。

轴承套圈磁粉探伤机的研制

介绍了一种用于中型轴承套圈的磁粉探伤机 ,该机采用穿棒法和感应电流法复合磁化套圈。同时还详细说明了该机的机械结构和电气控制部分 。

一种简单准确的R波检测算法

与心电图中其他波相比,QRS波群具有其显著的特点。我们根据其特点提出了一种综合利用前后幅值差法、半波宽法和R-R间期法的R波检测的算法。该算法简单可靠,对于基线漂移、大P波或大T波、严重高频干扰等具有较强的抗干扰能力,平均准确率在99.5%以上。文章还给出了实验结果和分析。

基于MATLAB的心电信号二值化算法

利用MATLAB语言比较了最大方差阈值法选择阈值、基于灰度期望值法选择阈值以及整体阈值与局部阈值相结合的几种图像二值化算法.将以索引图格式保存的心电图信号转换为RGB格式,利用上述方法单独对R数组、G数组和B数组进行二值化处理,然后分别对结果数组作“或”操作,作为二值化结果,试验结果表明,基于全局阈值的二值化算法比较实用,能够很好地滤除背景噪声、背景网格以及QRS综合波处所做的标记,并保留有用的心电信号.

圆柱凸度滚子超精研机控制系统设计

为设计一套可用于加工对数母线型凸度滚子的控制系统,系统采用可编程控制器PLC为控制核心,触摸屏作为人机交互界面,步进电机作为执行机构,选用对数函数作为圆柱凸度滚子修形曲线,并引入超声波加工技术。文中详细阐述了控制系统的控制原理、硬件组成和软件设计。实验运行表明,控制系统运行可靠、稳定,人机操作界面友好且操作简单,加工的对数母线型凸度滚子满足设计要求。

重载工况下卡车车桥轴承润滑特性分析

为提高卡车车桥轴承的润滑性能,以某型卡车车桥轴承为研究对象,在重载工况下建立考虑表面粗糙度的等温线接触弹性流体动压润滑模型。采用有限差分法对模型进行求解,分析了当量半径、润滑油粘度、粗糙度幅值以及粗糙度波长等参数变化下对润滑特性的影响。结果表明:在所研究的参数变化范围内,随着当量半径增大,油膜压力减小,油膜厚度增大;随着润滑油粘度的增大,最大压力先增大后减小,最小膜厚逐渐增大;随着粗糙度波长增大,最大压力先减小后增大,摩擦系数先减小后增大,最小膜厚变化较小;随着粗糙度幅值增大,最大压力先减小后增大,摩擦系数逐渐增大,最小膜厚变化较小。合理范围内增加当量半径、润滑油粘度取0.11~0.345 Pa·s、粗糙度波长取1.2~1.54、幅值小于0.02时润滑性能最好,同时有利于提升轴承疲劳寿命。