基于能量耗损的齿轮摩擦学系统故障规则研究

针对齿轮在发生故障时输入能量耗损会发生变化这一现象,提出一种基于能量耗损的齿轮摩擦学系统故障诊断方法并建立故障规则。研究齿轮摩擦学系统与能量耗损理论;设计齿轮能量监测试验台,获取齿轮能量耗损信息;采用神经网络与模糊理论规则提取方法,选择输入功率作为齿轮能量耗损信息,对模糊控制规则进行修改,建立能量耗损信息的齿轮模糊的故障规则。研究表明,基于能量耗损的齿轮故障规则是有效准确的,为实现基于能量耗损的故障诊断奠定了基础。

基于能量耗损的发动机故障诊断方法研究

针对发动机在发生故障时都伴随能量耗损变化,提出一种基于能量耗损的发动机故障诊断方法。基于发动机系统输入输出的能量分析,建立发动机系统的能量监测模型;根据输入的流量与输出的功率,建立发动机系统的能量耗损模型;根据能量耗损机制,分析发动机运动副的摩擦与振动能量耗损诊断方法,建立摩擦和振动信息与能量耗损模型。以发动机活塞磨损故障为例,从振动耗能的角度,通过对测振信号的小波分析,得到能量耗损变化,诊断出活塞的磨损状态,验证了基于能量耗损的发动机故障诊断方法是可行的。

基于能量耗损的摩擦学系统状态识别方法研究

通过对摩擦学系统的能量流监测,结合状态识别方法的分析,提出了基于磨损与振动能量损耗监测方法,建立了能量损耗的机械设备状态监测框架模型。分析指出,磨损与振动都是能量耗损行为,且二者的相关性采用齿轮疲劳试验证实。研究表明,基于齿轮磨损的光谱分析的元素相对质量分数的累积相对标度和振动信号时域的均方根值的累积相对标度具有很好的相关性,这表明齿轮磨损和振动具有很好的相关性,因此摩擦学系统的状态识别与故障诊断采用能量损耗监测的方法是可行的。

基于能量耗损的故障诊断信号分析方法

针对能量耗损的故障诊断方法,提出一种基于流形学习与支持向量机的能量耗损信号分析算法。该算法将采集的能量数据重构到高维空间中,利用扩散映射(Diffusion Maps)的方法提取高维能量信号中的低维流形特征,然后利用支持向量机(SVM)对提取的低维流形特征进行分类,并用分类的准确率作为算法有效性的衡量指标;同时,利用局部切空间排列(LTSA)方法对能量信号进行分析,以比较2种算法对能量信号特征的提取能力。结果表明,基于扩散映射的方法具有更好的低维特征提取效果,从而证明了该算法对于能量耗损信号分析的有效性,为实现基于能量耗损的故障诊断奠定了基础。

钢质摩擦副在微-纳米固体添加剂磨合油中磨合机制研究

基于45#调质钢齿轮滚滑副和45#淬火钢销/45#调质钢滑动副的大量磨合试验结果,分析了钢质摩擦副在微-纳米磨合油中油液温度、摩擦副表面性质和磨合平衡状态机制,以及磨合平衡状态的判定方法。研究结果表明:微米尺度的磨料对磨合磨损主要起到磨粒磨损的作用,纳米尺度的磨料对磨合磨损表面起到填充、嵌入和熔融作用,以及加剧粘着磨损作用。微米和纳米尺度的磨料混合在一起,在不同工况条件下,或对磨合磨损起到促进作用,或起到延缓作用。磨合完成后,摩擦副表面几何、物理和化学性质都可以得到有效改进。磨合平衡状态时各工况参数都趋于稳定状态,这些参数直接反映磨合磨损平衡状态,可以用来判定磨合磨损状态。

齿轮点蚀破坏中磨损与振动关系的试验研究

利用铁谱分析技术和振动分析技术中的时频分析方法研究了模拟点蚀故障齿轮磨损与振动的关系。分析结果表明点蚀齿轮磨损和4个时域特征值从一面一点、一面三点到多面多点依次变大,多面多点蚀齿轮磨损严重,磨粒数量最多;点蚀齿轮出现以输入输出端的啮合频率为中心,以转频为调制频率的边频带。齿轮磨损与振动相互关联,磨损量的变化率与振动方差变化率在3种点蚀齿轮中表现明显;但磨损量的增长率不仅与齿面点蚀的程度有关,还与点蚀的齿数有关;而齿轮的振动强度与齿轮齿面点蚀的程度最相关,即齿面点蚀破坏越厉害,振动越剧烈。

基于局部线性嵌入的能量耗损故障模式识别

针对基于能量耗损的齿轮故障模式识别问题,将监督学习与局部主成分分析结合,提出了一种改进的能有效提取数据低维流形结构与分类特征的局部线性嵌入算法.然后,分析了齿轮摩擦学系统能量耗损与能量耗损的故障模式识别方法.最后,以齿轮箱能量监测实验台为例,获取不同齿轮故障下输入能量耗损功率的变化,应用改进的局部线性嵌入算法进行故障的功率耗损降维与模式识别,通过多类支持向量机分类的准确率来判断分类的效果.研究表明,改进的局部线性嵌入算法有较高的识别率,是一种有效的齿轮能量耗损故障模式识别方法.

基于主元熵的发动机能量数据聚类与故障识别

提出一种面向能量数据、基于主元信息熵初始分类策略的发动机故障模式模糊识别方法.该方法首先运用主元能量特征提取方法对相关性强的多维能量数据降维,按可能分类数对能量保持率最大的第一主元进行聚类,同时基于核密度估计并按最大熵原理确定最佳分类数和初始聚类中心,然后仅面向主元能量数据进行模糊聚类,得出最佳聚类中心,再通过计算最大贴近度进行故障模式识别.实验结果表明,因采取了独立的初始分类算法,该方法有效避免了随机选取初值的敏感问题,聚类精度优于传统算法,并可有效降低运算开销,提高故障识别效果.

基于BP神经网络的铁谱磨粒图像识别方法研究

在磨粒识别过程中,铁谱磨粒图像预处理和特征参数提取是关键。应用图像形态学的处理方法对磨粒图像进行预处理,结果表明,利用开运算、闭运算的图像形态学处理方法对铁谱磨粒图像进行预处理,可以消除图像二值化后留下的孤立小碎点、孔洞以及边界断点。通过磨粒图像的统计特征参数和傅里叶特征参数建立BP神经网络,并对磨粒进行识别,结果表明:采用该方法能正确识别磨粒图像,辨别磨损机制。

基于核特征模糊聚类及模糊关联熵的齿轮故障模式识别

针对常用数据模糊聚类算法存在缺乏先验知识、对初始值敏感、随机性明显以及高维数据处理效果较差等缺陷,提出了基于核特征模糊聚类及模糊关联熵的故障识别方法,并建立了相关模型。首先提出了核主元熵概念,并采取KPCA降维以减少运算量,基于核密度估计和第一核主元熵最大原理寻求最佳分类数和初始聚类中心,以提高模糊聚类效果;然后引入模糊关联熵系数实现学习模糊集和待识别模糊集相似程度的有效度量,建立了基于数据集中微观算子而形成的全局性故障相似性判别规则。在齿轮故障实验台架上的测试结果显示该方法可显著提高故障数据的聚类效果,具有快速识别故障模糊模式的显著作用。

汽车电动门锁闭锁器耐久性实验及优化研究

汽车电动门锁闭锁器使用润滑脂进行润滑,由于实际使用条件的限制,需要做到终身润滑。对直推式汽车电动门锁闭锁器和摆臂式汽车电动门锁闭锁器进行耐久性实验,并考察多种可用于闭锁器上的润滑脂的性能。实验表明,闭锁器的主要故障有出现异响、打滑、卡死等。分析闭锁器工作失效的原因,提出闭锁器的结构、控制、润滑等的优化方案。

汽车玻璃升降器脂润滑耐久性试验台研究

为研究润滑脂对玻璃升降器寿命特征的影响,研制一种采用功率特征来测量脂润滑性能与玻璃升降器寿命参数的汽车电动玻璃升降器脂润滑耐久性试验台。通过对试验台架测试效果的试验验证,并结合润滑脂理化性能分析表明:试验台能够模拟玻璃升降器全寿命周期内的磨损及润滑情况,能够准确测量汽车玻璃升降器寿命特征和润滑脂的工作特性,为实现玻璃升降器润滑优化乃至终身润滑提供了试验数据支撑。

基于粒子熵的参数自适应变异PSO算法研究

为了避免普通粒子群算法(PSO)可能出现的局部收敛及精度不高现象,围绕影响PSO算法性能的两个重要参数w和pgd,提出了一种面向全局优化的参数自适应变异PSO改进算法。算法定义了粒子熵集概念,可以精确反映粒子群数据的全局聚集特性,由粒子群各维数据的熵值大小决定是否对各维数据的惯性权重w进行回归变异,对全局变量pgd进行随机变异,并采取引入变异次数因子等方法来避免寻优发散。仿真研究表明该算法比常用算法在寻优精度、摆脱局部陷阱、稳定性等方面均有明显提高,在求解复杂多峰问题上有着良好的表现。

多磁极磁化器在柴油机上应用的试验研究

在不同工况下,先后用两个不同的多极磁化器对燃油进行磁化,在柴油机试验台架上进行经济性和排放性的试验研究,并对磁化燃油进行表面张力测定。试验结果表明,磁化燃油后油耗率有所降低,排气烟度和CO排放量有大幅度的改善,磁化后燃油的表面张力有所下降。

齿轮磨损试验光谱油样分析及建模研究

齿轮疲劳磨损试验油样光谱分析研究表明:Fe、Cr元素质量分数表现磨损规律不明显,Cu元素表现明显,元素质量分数梯度参数更能反映齿轮的磨损变化规律;齿轮疲劳磨损试验大约在50 h后进入正常磨损期.在此基础上,提出了把Cr元素质量分数拆分为线性趋势项和残差序列项,并对其进行AR时序组合建模和预测分析,经光谱试验数据检验,取得了满意的效果.该研究为机械设备的摩擦磨损分析、状态监测和故障预测诊断提供了有益的途径.

磁化燃油对柴油机燃烧性能影响的实验研究

通过搭建具有工况控制和功率测量功能的柴油机实验台架,从柴油机燃烧前处理技术中燃油磁化的角度进行节能减排研究,测试燃油磁化对柴油机燃烧性能的影响。试验结果表明,磁化燃油在不同磁场大小和不同负荷下对柴油机燃烧性能的影响各异。燃油磁化后,在低负荷工况下,油耗反而增大,烟度也变大,但NO排放量减少(最多减少5.85%);中负荷工况下则节油比较明显,最大节油率达到4.17%,但烟度值和CO2、O2、NO变化不明显;高负荷工况下,磁化燃油对油耗、烟度和CO2、O2、NO等影响均都不明显。可根据这一规律在不同的工况下选择是否对燃油进行磁化。

主成分分析在陶瓷压砖机液压系统监测中的应用研究

运用主成分分析方法对陶瓷压砖机液压系统的油液污染度数据进行了分析,分析结果表明:陶瓷压砖机液压系统受污染程度主要与大于6μm和14μm的颗粒数量相关,引起液压系统故障,污染度分析油样表现为Sample08和sample14油样两个出现异常;进一步采用铁谱分析表明,该两个油样磨损颗粒数目迅速增加,出现大量的切削和滑动铜磨粒,并含少量纤维。分析实例说明,主成分分析方法能正确评判液压油样污染度异常,并且是解决多变量高维复杂系统简便有效的一种故障识别统计方法。

防爆起重机轮轨机械摩擦危险工况分析

讨论防爆起重机轮轨摩擦危险爆炸引燃源,指出轮轨接触相对运动产生的高温表面或者摩擦火花,是潜在的爆炸引燃源;通过轮轨摩擦接触理论的分析,指出轮轨摩擦爆炸引燃源的产生和轮轨接触情况、载重、运行速度、摩擦系数等有关;通过对防爆起重机运行过程中存在的7种工况的分析,确定防爆起重机原地打滑、发生啃轨、过轨道接缝处和刹车抱死向前全滑动4种工况时易产生爆炸。

防爆起重机车轮在钢轨上全滑动摩擦温升分析

防爆起重机在钢轨上紧急制动或车轮卡死时可能产生全滑动工况,由于硬摩擦作用,该工况下起重机车轮和钢轨接触踏面温升显著,对工作在含有爆炸性气体环境中的起重机是一个潜在的危险源。建立起重机轮轨之间的接触模型,采用Ansys软件仿真分析起重机在钢轨上全滑动时的温升情况,探究摩擦因数、滑动速度对起重机轮轨温度场的影响。研究表明,全滑动工况下,起重机最高温升发生在车轮接触面上,轨道上的温升较低,其温度场分布为一条长轨迹;表面摩擦因数和滑动速度越大,轮轨踏面温升也越大,但对踏面温度场分布的影响不大。

绿色无动力渡船设计及参数优化研究

在所设计的绿色无动力船的基础上,对动力板截面进行了修型,并数值模拟了水流速为5m/s、船以各级速度行驶时的受力情况;结果表明,经平底修型后增大了翼型的弯度,明显改善了压力面分布,增大了升力系数以及船以各级速度行驶时对应的升阻组合系数。