基于经验模态分解的功率谱分析法诊断往复压缩机气阀故障

往复压缩机气阀是整个机体中故障率最高的部件,针对其信号成非线性、非平稳性,故障模式难以辨识的特征,提出基于经验模态分解的功率谱分析方法.EMD方法具有自适应特点,能够突出表现信号的局部特征和时变特性,适合处理非线性、非平稳信号.对气阀信号按频率由高到低分解为有限个固有模态函数之和,选择对气阀故障敏感的IMF分量进行功率谱分析,从而获得高信噪比故障特征.应用结果表明,该方法较传统频谱分析,突出了气阀信号的故障信息,提高了诊断的准确性.     

基于数据挖掘的往复压缩机气阀故障诊断方法研究

往复式压缩机气阀是整个机体中故障率最高的部件,针对其故障模式复杂难以辨识的特点,选取部分气阀振动信号的时域和频域参数作为特征参数,采用C-means模糊聚类的方法对气阀故障和运行状态进行评判,挖掘出了故障特征,并给出了诊断实例。     

一维卷积神经网络在往复式压缩机气阀故障诊断中的应用

针对往复式压缩机气阀故障诊断问题，对气阀盖上的振动信号进行分析，提出了一种基于一维卷积神经网络(1D-CNN)的故障诊断模型。首先，将原始一维振动信号经傅里叶变换从时域转换为频域；然后，将频域信号作为1D-CNN的输入，利用卷积层实现自适应提取特征；最后，网络输出层利用Softmax函数实现多种故障的模式识别。在往复式压缩机故障模拟实验台上进行了气阀正常、阀片裂纹、阀片断裂、弹簧失效4种工作状况下气阀盖振动信号的测量并对提出的模型进行验证。结果表明，气阀盖上的振动信号能够明显反映气阀的工作状态，而且信号易提取、十分适合用于气阀的故障诊断；将振动信号从时域转换成频域作为1D-CNN的输入明显地提高了故障分类的准确率；与采用原始一维振动信号作为1D-CNN输入的模型相比，采用频域信号作为输入的故障诊断模型具有更优越的表现，准确率更高，可达100%,而且模型结构简单，能够实现端到端的快速故障诊断。     

包络解调法在气阀弹簧失效故障诊断中的应用

考虑到往复式压缩机振动具有振源丰富、信息干扰大的特点,利用包络解调法分离出系统固有频率成分的振动信号。该包络信号每一峰值对应阀片的每一个冲击。对气阀半个周期内(包含气阀开启到关闭一次的过程)的时域信号进行包络解调处理,提取气阀开启、关闭、颤震等几处故障的时频特征信息来诊断弹簧失效故障,同时给出了弹簧失效系数的计算公式。以塔里木油田16SGT/MH 66注气压缩机为例进行了试验,故障诊断准确率大于85%,分析结果证明了该方法的正确性及有效性。     

基于现场工况的压缩机气阀国产化研究

压缩机作为海洋石油平台的关键设备之一,承担着为燃气透平用天然气增压或平台天然气外输等任务。在分析进口压缩机气阀故障原因的基础上,提出气阀国产化的必要性,论述了国产化实施技术方案,通过对比分析了压缩机气阀国产化的优势和气阀国产化的经济效益,为海洋石油平台压缩机管理降本增效提供依据。     

基于HHT的柴油机气阀漏气特征参数提取方法

以WP10.240型柴油机为研究对象,通过测量其不同气阀漏气状态的缸盖声发射信号,选取声发射信号有效分析段,并利用HHT时频分析方法进行非平稳信号的时频能量图和时频熵分析,提取气阀漏气时频特征参数.研究表明:气阀漏气越严重,HHT时频能量分布越均匀;时频熵对气阀漏气较敏感,随着气阀漏气程度的增加,其时频熵呈增大趋势.     

包络解调法在气阀弹簧失效故障诊断中的应用

考虑到往复式压缩机振动具有振源丰富、信息干扰大的特点，利用包络解调法分离出系统固有频率成分的振动信号。该包络信号每一峰值对应阀片的每一个冲击。对气阀半个周期内(包含气阀开启到关闭一次的过程)的时域信号进行包络解调处理，提取气阀开启、关闭、颤震等几处故障的时频特征信息来诊断弹簧失效故障，同时给出了弹簧失效系数的计算公式。以塔里木油田16SGT／MH-66注气压缩机为例进行了试验，故障诊断准确率大于85％，分析结果证明了该方法的正确性及有效性。     

活塞压缩机气阀的研究与发展方向

本文主要介绍了活塞压缩机气阀的使用现状,作为活压缩机最重要的易损件,气阀的故障率高、对生产的影响大、拆卸和安装的技术要求高,更是反映一台活塞压缩机性能的关键部件,在对气阀故障进行了较为全面的分析和阐述后,引出了节能型活塞压缩机气阀,对节能型压缩机气阀的设计思路作了较为详细的描述,并对其通道结构、材质等进行了比较和分析,提出设计思路。     

提高活塞式单机双级制冷压缩机K_e值及可靠性研究

目的研究提高活塞式单机双级制冷压缩机在低温工况下的单位功率制冷量Ke值.方法采用数值计算及试验的方法对制冷压缩机的性能进行分析研究,优化气阀结构,用有限元法进行结构强度设计.结果在工质为R717、缸径100 mm、缸数比2/6、行程100 mm、转速1 485 r/min、名义工况35℃/-40℃条件下,研制的新型单机双级制冷压缩机S810AC的Ke实测值达1.77 k W/k W,此类型单机双级制冷压缩机国际上单位功率制冷量Ke实测值仅达1.69 k W/k W.结论通过对比气阀运动规律的实验数据和模拟结果,显示出两者具有较高的吻合度,模型单机双级制冷压缩机能较真实地反映气阀实际运动规律,证明所建立的模型准确可靠.气阀运动规律的试验测定值可以用模拟计算代替,提出了压缩机部件的结构参数,压缩机的计算机辅助设计模型也能对压缩机的合理设计有一定的指导作用.     

旋转式压缩机气阀故障的振动诊断机理分析

通过分析小型旋转式压缩机气阀的运动规律,着重研究阀片振动的机理,建立相应的振动力学模型,指出了在阀片以旋转转子频率为基频的各阶谐频成分和阀片卷绕升程限制器自由振动成分上可以发掘出阀片的故障信息,并结合实例进行阐述,为振动诊断压缩机气阀提供了理论依据.     

Fault Diagnosis of Reciprocating Compressors Valve Based on Cyclostationary Method

The relationship between second-order cyclostationary method and time-frequency distribution is studied,and cyclic autocorrelation(CA) function is indicated to be one sort of special time-frequency distribution method.Furthermore,a fault diagnosis method for reciprocating compressors based on empirical mode decomposition (EMD) and CA function is proposed,and then it is applied to the fault diagnosis of reciprocating compressor valve.Firstly,the vibration signal of reciprocating compressor valve is decomposed by using EMD method,and several intrinsic mode functions (IMFs) are obtained.Secondly,the IMFs are evaluated by some denoising criterions to remove the noise and interfering ones.Finally,the CA functions of the remained IMFs are calculated,which will be used to reconstruct the CA function of the original vibration signal.Engineering application indicates that this method can sufficiently inhibit the cross-interference items of CA function.Therefore,more explicit working conditions of reciprocating compressor components can be achieved.     

基于时频图像GLCM-HOG特征的往复压缩机故障诊断

往复压缩机的故障诊断技术能够为工业生产提供有效保障,针对传统方法诊断准确率不高的问题,提出了一种基于振动信号时频图像灰度共生矩阵-方向梯度直方图(GLCM-HOG)特征融合的往复压缩机故障诊断方法.首先,采用小波变换的方法处理往复压缩机的振动信号,生成时频图像;其次,利用灰度共生矩阵(GLCM)和方向梯度直方图(HOG)的方法提取时频图像特征,融合构建GLCM-HOG特征;最后,将融合特征输入支持向量机(SVM)进行分类,以判别往复压缩机的运行状态.实验结果表明,所提方法对设备的状态识别准确率可以达到92.33％,能够实现往复压缩机的准确诊断.     

往复式压缩机故障信息模糊二元树诊断方法研究

结合图论理论和局域波理论,提出了一种基于模糊图的往复式压缩机故障诊断方法.首先将往复式压缩机故障信号进行局域波时频处理,根据系统的故障状态-特征表,找出最大故障信息量特征群.基于图论理论建立最大故障信息量模糊图,通过对模糊图的分析,找出可以进行匹配的路径信息量最大的部件.该方法应用于某往复式压缩机故障诊断中,具有一定的工程实用性.     

Research on gas leakage through suction valves of reciprocating compressor under varying load conditions

A research concerning the coupling conditions of gas leakage through suction valves and capacity regulation is performed in an industrial reciprocating compressor.Both internal flow and thermodynamic characteristic are discussed in detail.The results show that the capacity of compressor can be regulated steplessly by controlling suction valve closure moment.And then the quantitative relationship between the capacity load and the closing angle of suction valve is revealed.The capacity load and valve leakage rate show obvious different features in P-V diagrams,which makes it easier to define appropriate features for detecting cracked or broken reciprocating compressor valves under varying load conditions.A set of curves of compression work and discharge gas mass are obtained and a method for rating thermal performance of a compressor is presented using these curves.     

基于混沌理论的往复式压缩机故障诊断

实测某往复压缩机气缸在正常、活塞体松动及拉缸工况下的振动信号,计算信号的关联维数、Kolmogorov熵及最大Lyapunov指数,并证明信号具有非线性。用奇异值分解(SVD)降噪法对信号进行降噪,通过奇异熵增量曲线选择降噪阶次,用互信息法求最佳延时,并用假近邻域法求最佳嵌入维数,同时用G-P算法、小数据量法求出关联维数、Kolmogorov熵及最大Lyapunov指数。计算结果表明,3种工况下的往复压缩机气缸振动信号均为非线性混沌信号,故障越严重,信号表现出的混沌特性越明显,可依据混沌指标对往复压缩机气缸的状态进行监测。     

利用声发射的往复空压机环状阀泄漏故障诊断试验

利用声发射信号对往复空压机气阀进行了故障诊断,并以某往复空压机的排气阀为例,结合有效电压和能量对气阀漏气、阀片裂纹、阀片断裂及阀片变形等故障进行了测量,从而获得了故障特征信号.研究结果表明:随转角变化的声发射信号包络波形能体现排气阀启、闭的特征位置,气阀漏气、阀片变形及断裂等会导致气阀启、闭特征位置发生变化;根据启、闭特征位置偏离度及相应的有效电压和能量,可以判断气阀故障的严重程度;声发射包络波形平均幅值及相应的有效电压和能量,可以体现气阀漏气、阀片变形及断裂等故障.通过试验结果还发现,阀片裂纹不能通过声发射信号来识别.     

Fuzzy ART及其在故障诊断中的应用

ＦｕｚｚｙＡＲＴ是近几年出现的一种新型ＡＲＴ技术,文中介绍了该技术的实现方法,并用它对实测的不同工况的机器振动信号进行自组织聚类,收到了令人满意的效果,分析结果表明,采用这种无督学习的神经网络具有有督学习神经网络所无法替代的优势。文中同时对该技术在故障诊断领域中的应用前景作了展望。     

基于VMD-PWVD的内燃机振动信号时频分析方法

针对Wigner-Ville分布(WVD)在分析多分量信号时交叉干扰项与时频聚集性相互矛盾的问题,提出一种基于变分模态分解的伪魏格纳分布法(VMD-PWVD),以抑制WVD分布中的交叉项。该方法首先对信号进行VMD分解,将信号在频域上进行剖分,得到一组相互独立的具有不同频率的固有模态函数(IMF)分量,然后对每个IMF分量进行PWVD分析,最后把各个IMF分量的PWVD分析结果线性叠加,重构原始信号的时频分布。仿真结果表明,该方法在有效地从频域和时域双向抑制WVD交叉项的同时,又保留了WVD分布法原有的优良特性。将VMD-PWVD应用于内燃机缸盖振动信号的时频分析中,能很好地刻画出不同工况信号的特征信息,各时频分量物理意义明确,是一种有效的时频分析方法。