全视场在线图像可视铁谱磨粒显微成像特性分析

为了评估全视场在线图像可视铁谱磨粒显微成像特性,提出了一种反射光显微成像模型。首先,基于朗伯余弦与小角度散射理论建立了全视场(OLVF)的反射光辐照度模型,实现了磨粒显微成像清晰度定量评价。然后,仿真计算磨粒显微成像的反差透视比,确定了最优光学倍率和适用于全视场OLVF探测的油液衰减系数范围,明确了光学参数对磨粒显微成像质量的影响规律。结果显示:光学倍率为2.0×且油液衰减系数≤2.0条件下,磨粒沉积于物方视场的主光轴附近,全视场OLVF可获得最佳磨粒显微成像清晰度。最后,开展了磨粒显微成像实验测试,结果表明:全视场OLVF能够从油液衰减系数小于2.0的在用液压油和齿轮油中获取反射光谱片图像,并提取磨粒视觉信息进行磨损在线监测。

齿轮箱磨粒在铁谱片上的识别特征

介绍了铁谱分析的原理、样品的制备方法和铁谱分析的步骤,概括了齿轮箱齿轮、滚动轴承、滑动接触3种主要摩擦副在磨合磨损、正常磨损、异常磨损(过载、过速、疲劳)3个阶段的磨粒的主要识别特征,包括尺寸、尺寸分布、数量、成分和形貌等。

传统分析式铁谱仪油样输送方式改进

在运用分析式铁谱仪制谱过程中,磨损颗粒易于在容器内沉积,严重影响制谱质量和检测准确度。为此,研究了磨粒在油样内的受力状况,分析了包含大量铁磁性颗粒的磁场空间分布规律,得出了即使经过充分预处理,试管内磨粒沉积现象仍无法消除,造成磁场强度因谱片沉积磨粒的浓度过高而受到异常影响的结论。为了减小磨粒沉积对制作谱片带来的不利影响,保持所检测油样信息的完整度,根据油样内磨粒沉积特点,提出了一项极为简便的改进措施,即在制作过程中通过采用调节输送管高度的方法,确保吸油管总是吸取试管内的上部油液,以防止油样中的大型铁磁颗粒同一时间大量地在谱片中堆积。通过实际制取谱片的比较,结果显示,改进方法后制得的谱片在尽可能保持油样内磨损信息的前提下,入口处磨粒总数减少,而出口处附近小磨粒数量显著增加,磨粒单层沉积与有序沉积情况得到改善,表明新式制谱方式能够有效改善磨粒的沉积效果。

采煤机润滑磨损监测及故障诊断

介绍了基于油液分析与铁谱技术进行在线监测采煤机的润滑磨损状态,实现不停机预知诊断故障的实验分析研究过程。在监测取样的技术理论基础上,采用原子发射光谱仪测试在用润滑油中的添加剂元素、污染元素、磨损元素的浓度,振荡球式黏度计测试在用润滑油的运动黏度,利用分析式铁谱仪制成铁谱载片、在铁谱显微镜下观察分析在用润滑油中载有的磨损磨粒,测得圆锥滚子轴承、圆柱正齿轮的典型磨粒图谱,进而对采煤机的润滑磨损及故障作出诊断,提出合理选油的建议。

基于铁谱技术的常见材料的识别

大型机械设备各摩擦副的工作环境恶劣,磨损状态复杂,很难精确判断磨损部位。材料识别是磨粒识别的一部分,材料的准确识别可以让多摩擦副机械设备磨损部位的确定达到一个更好的定位效果;基于铁谱技术,以铁谱显微镜及谱片加热法为手段,进行常用材料的识别。

基于粒度分布的传动系统磨损研究

通过图像分析系统对铁谱图的定量分析,评估了一种用磨损粒度分布来区分传动系统不同磨损模式和确定瞬态磨损的方法;提出了用威布尔分布函数来表征磨损状态并给出了不同磨损状态下的结果;证明了磨损粒度分布的均值和方差的变化可以明确的指示出磨损过程中的磨损类型和磨损程度。

气泡强干扰小波调制的全视场在线可视铁谱磨屑图像分割算法

为解决全视场在线可视铁谱(Online visual ferrograph,OLVF)工程应用存在的离焦气泡干扰状态下反射光谱片磨屑图像分割问题,构建了基于双曲正切函数的低频与高频非线性阈值函数,以此为基础,提出了气泡强干扰小波调制的磨屑图像分割算法,抑制了反射光谱片中的气泡阴影,消除了背景噪声,增强了磨屑图像锐度和对比度,实现了全视场OLVF反射光谱片磨屑图像的有效分割。对比不同算法处理的磨屑图像分割效果,结果显示:本算法通过调制气泡阴影和背景噪声能够更准确达到磨屑图像完整分割。最后,开展了齿轮磨损在线监测实验,提取了磨屑浓度指标反映齿轮全生命期的磨损变化,结果表明:本算法克服了全视场OLVF采样过程中气泡阴影对反射光谱片磨屑图像分割的影响,可准确的探测出齿面异常磨损失效故障,进一步验证了本算法应用于全视场OLVF油液磨屑监测之有效性。