S变换与Elman网络的滚动轴承故障诊断

轴承故障诊断研究是机械设备故障诊断研究的重要组成部分.为了提高轴承诊断系统的实时性与准确性,提出一种基于S变换和Elman神经网络的轴承故障诊断方法.算法的有效性通过深沟球滚动轴承故障诊断得到验证,系统能够辨识出轴承内圈、外圈和滚动体故障,平均识别精度较高.     

采用形变周期势系统的轴承故障诊断方法

针对在高强度噪声环境下的轴承故障信号难以检测的问题,提出一种利用形变周期势系统(DPPS)的轴承故障诊断方法。该方法首先将掺杂噪声的故障信号输入DPPS中,组成以DPPS为核心的随机共振(SR)系统;然后,以功率谱放大倍数(SPA)和幅度响应为测度指标来量化DPPS轴承故障诊断方法对轴承故障特征信号的增强效果,通过矩量法和概率流方法推导SPA和幅度响应的解析式,得到当SPA和幅度响应最大时的DPPS诊断方法的最优设置参数;最后,在相同条件下,将该诊断方法应用于轴承内外圈故障诊断,并与新型幂指三稳势系统(NCETS)轴承故障诊断方法作对比实验。实验结果表明,DPPS轴承故障诊断方法能够利用噪声的能量分别将内外圈故障特征频率的功率谱幅值提高至1 950和2 950 W/Hz,从而可以在功率谱中轻易识别,进而断定轴承的内外圈出现了故障,而NCETS故障诊断方法仅能分别提高至359.2和575.6 W/Hz,证明了采用DPPS的轴承故障诊断方法的有效性和先进性。     

基于改进GAN的水力测功器轴承故障在线诊断方法

基于数据驱动的轴承故障诊断方法已成为轴承故障诊断领域研究的重点,但由于水力测功器轴承故障情况极少,导致基于数据驱动的轴承故障诊断准确率低。针对上述问题,本文提出了一种基于改进生成对抗神经网络（Generative Adversarial Networks）的水力测功器轴承故障在线诊断方法,首先对生GAN训练方法进行改进,用改进的GAN交替训练判别器和生成器学习原始数据的分布特性,建立了水力测功器轴承故障数据增强模型得到合成数据。然后结合原始数据和合成数据训练得到基于SVM的轴承故障诊断模型。最后采用该轴承故障诊断模型实现水力测功器轴承故障在线诊断。仿真结果表明,所提出的故障在线诊断方法通过改进GAN增强训练极大提升了轴承故障诊断的实时准确率,并具有抗噪声干扰性强的特点。     

基于小波与倒频谱技术的烟气轮机轴承故障诊断

烟气轮机是石油炼厂催化裂化装置能量回收系统的关键设备,并且长期在高速、高温环境下运行,机组振动较大。轴承是烟气轮机中应用非常广的一种通用机械部件,轴承的运行情况直接影响到整个机组的安全运行,因此,对其状态监测和故障诊断意义重大。分析了轴承的振动特点和故障类型,分别介绍了小波降噪技术和倒频谱分析技术的原理、特点以及在轴承诊断中的优点,并将二者结合起来对烟气轮机的轴承振动进行故障诊断,最后验证了此种方法的有效性。     

基于WPD和模糊神经网络的轴承故障诊断

提出一种结合小波包分解和模糊神经网络的故障诊断方法,采用小波包分解与重构提取各频带的能量作为故障特征向量,并以此为学习样本,再利用正交最小二乘学习算法训练模糊神经网络,确定故障诊断系统模型,对轴承故障进行诊断和识别.仿真结果及与其它一些方法比较表明:该轴承故障诊断方法可以有效识别和预测轴承的状态,且学习效率、准确性和可靠性等方面均有较大提高.     

不同润滑油黏度对碰摩转子-轴承系统动力学行为的影响

在考虑非线性油膜力的基础上,建立了具有碰摩故障的转子 轴承系统的动力学模型·用Runge Kutta法详细分析了该转子 轴承系统的碰摩故障特性,发现了由倍周期分岔进入混沌运动、阵发混沌等多种进入混沌运动的道路.并深入研究了改变轴承润滑油黏度对具有碰摩故障的转子 轴承系统的动力学行为的影响,发现随着轴承润滑油黏度的降低,转子响应在二倍临界角速度以上的混沌区域扩大了,但是润滑油黏度的降低对转子系统在亚临界区域的运动状态影响不大·该结果为碰摩转子 轴承系统的安全运行和故障诊断提供了依据和参考·     

HHT方法在轴承故障诊断中的应用

为研究滚动轴承故障问题,将HHT(Hilbert-Huang transform)分析方法应用于轴承信号故障的提取。用HHT对复合信号进行了仿真分析,表明此方法分析信号的有效性。将HHT方法应用于轴承内外圈的故障诊断,结果表明,所求出的轴承故障的信息特征与理论计算吻合,表明了HHT方法能够有效的提取轴承故障的特征信息,提高轴承故障诊断率。这为类似机械零部件的故障诊断提供了参考。     

基于WGAN和CNN的轴承故障诊断研究

轴承作为机械系统的关键部件,可以解析出整个机械系统的故障信息和健康状态,提出一种基于改进生成对抗网络和卷积神经网络的轴承故障诊断方法.首先通过小波变换将一维轴承振动数据转换为二维时频图像数据;然后经设计的改进生成对抗网络训练轴承的二维图像数据,将达到纳什平衡后生成的数据补充到原始数据中增加轴承样本数据;最后将扩充完成的数据集输入卷积神经网络进行训练.测试结果显示轴承故障诊断平均准确率达94%,验证了故障数据不充足时该方法用于轴承故障诊断的可行性.     

采用多通道样本和深度卷积神经网络的轴承故障诊断方法

提出了一种新的多通道样本构造方法,结合深度卷积神经网络来提高轴承故障诊断的效果。首先采用连续小波变换,分别提取了转子两端轴承振动信号的时频域特征,基于所得结果分别构造了针对两端轴承的单通道二维图形样本,并取上述两类单通道样本的均值构造了第3类单通道样本;将得到的3类单通道样本融合,得到用于故障诊断的三通道样本;建立不同结构的深度卷积神经网络,分别采用单通道样本和三通道样本对滚动轴承故障类型和故障严重程度进行诊断,并将所得结果进行对比分析。结果表明:在多种不同网络结构下,基于三通道样本的轴承故障诊断准确率均明显优于单通道样本,证明了提出的多通道样本构造方法在轴承故障诊断中有着更好的效果,可以为轴承故障诊断方法和样本构建提供参考。     

经验模态分解与RBF神经网络在轴承故障诊断中的应用

针对轴承振动信号的非线性与非平稳性,采用经验模态分解与RBF神经网络相结合的故障诊断方法.首先,采用经验模态分解法对轴承信号进行分解得到各个固有模态函数,提取各个固有模态函数的能量作为故障特征参量,然后将故障特征参量输入RBF神经网络进行训练与测试,实现了智能化的故障模式识别.结果表明,基于该方法的轴承故障诊断系统能够准确地识别外圈裂纹、内圈点蚀和保持架断裂等故障,具有较好的实际工程应用价值.     

基于特征分析的滚动轴承诊断系统

根据现场检记的一些数据，将滚动轴承所发生的几种典型故障归类，应用数据处理技术建立了一个实用诊断系统，从而不仅可诊断轴承故障发生的部位，且易实现计算机对故障的精密诊断。     

故障树分析法及其在轴承可靠性分析中的应用研究

采用故障树分析法对轴承失效机理进行研究，通过分析其故障模式与效应，研制出轴承失效故障树；编写出计算机辅助故障树分析程序；求出导致轴承失效的所有可能的故障模式，从而建立系统的故障谱，为轴承设计和维修提供了有益的参考。     

基于GOA优化支持向量机滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承早期故障难以辨别,提出了一种采用变分模态分解法(visual molecular dynamics, VMD)提取特征,基于蚱蜢算法(grasshopper optimization algorithm, GOA)和优化支持向量机(support vector machines, SVM)的故障诊断方法。首先采用贪心策略预处理滚动轴承的振动信号数据,然后基于变分模态分解处理振动信号数据得到多个本征模态分量(intrinsic mode function, IMF),其次计算各IMF分量的能量和相关时频特征构成多模态特征矩阵,最后利用蚱蜢算法优化的支持向量机进行故障的诊断和识别。通过实验测试大量数据得出的滚动轴承故障诊断结果表明VMD-GOA-SVM不仅可以识别滚动轴承不同的故障类型,同时相比传统方法亦有较高的准确度和运行效率。     

三牙轮钻头滑动轴承失效分析

三牙轮钻头轴承的使用寿命直接决定了钻头的寿命。为了弄清三牙轮钻头轴承的失效形式、原因及机理,进一步提高三牙轮钻头轴承的寿命,分别对现场失效的三牙轮钻头轴承进行宏观和微观分析。结果表明,密封系统失效是轴承失效的主要原因之一。同时,轴承所受载荷过大且分布不均,温度过高导致材料表面金属强度和耐磨性降低,以及轴承与牙轮之间配合间隙过大,工作时晃动导致受力不均等原因也是造成牙轮钻头轴承的快速失效的主要原因。     

基于围岩破坏区和承载力的锚杆支护设计

从岩石力学最大周向拉应力破坏准则理论出发,结合隧道工程实例,运用理论分析和现场试验数据统计分析的方法,研究了隧道开挖过程中破坏区域的范围和破坏规律,并对破坏区域的承载能力进行了分析。结果表明:隧道开挖过程中围岩破坏区域承载了很大的荷载,而支护体系承受的荷载只是很小一部分;围岩破坏范围和破坏区域的承载能力可以通过岩体的力学参数进行计算得出。工程应用表明,锚杆支护设计参数可以通过计算围岩的破坏区域和承载能力获得。     

热连轧机工作辊轴承座的三维有限元温度场分析

本文以宝钢 2 0 50热连轧机工作辊轴承座热变形故障为研究对象 ,详细分析了轴承系统的内热源 ,确认轴承内部的摩擦热是轴承升温的主要热源。本文提出一种通用的计算思路 :建立由工件→轧辊→轴承→轴承座的热传导模型 ,用有限元方法和三维有限元温度场程序 ,研究分析了轴承座的温度场分布规律。     

基于混合智能算法的轴承故障诊断系统设计

设计了基于多种智能方法的轴承试验机故障监测系统,该系统可实现轴承试验机的在线监测,对被试验轴承的的振动信号的时域与频域指标通过多种智能算法进行分析,从而实现轴承故障的综合实时诊断,整个试验过程数据通过网络传送到上位机进行显示并存储到数据库中。该系统在轴承生产企业得到了成功的应用。     

悬索桥隧道式复合锚碇承载力计算方法

根据现场原位试验结果,分析了悬索桥隧道式复合锚碇系统(隧道式锚碇 预应力锚索)的可能破坏形态及其发生破坏的条件.采用极限理论,建立了锚碇系统的平衡方程.根据实际施工和设计特征,将锚碇-围岩接触面概化处理为4种力学模型,以节理力学理论和试验成果为基础,给出了相应的破坏准则.讨论了承载力简化计算公式中各分项系数的意义和取值方法,并用算例进行了验证.为设计工程师提供了对隧道式复合锚碇的一个整体设计思路和简化计算方法.     

模糊诊断法识别液压系统故障

本文阐述用模糊模式识别法识别液压系统故障的原理，通过分析具体液压系统正常状态、进气状态和系统中溢流问导阀磨损状态的状态特征，建立了识别这些状态的数学模型以及诊断方法，并通过实验加以验证。     

热阻网络法在轴系温度场求解中的应用

为了获得主轴系统的温度场,建立了主轴、轴承、套筒、轴承座、端盖的传导和对流换热热阻模型.通过热节点的热量平衡分析,建立了热节点的热量平衡方程组.采用Newton-Raphson法对热平衡方程组进行求解,获得了轴系温度场,对轴承预紧力和主轴转速、轴承初始接触角以及润滑剂黏度对轴系温度场节点温度的影响进行了数值分析和试验.结果表明,在不同的工况下,主轴系统温度场的分布是不同的,轴承的预紧力和主轴的转速越大,轴承的温度就越高,而轴承的初始接触角越大,轴承的温度则越低,并且润滑剂对轴承温度的影响在主轴高速运转时表现得更加明显.因此,通过对轴承预紧力的调节和轴承初始游隙的设定,不仅能够控制轴承工作时的温度场分布,而且可有效地避免滚动轴承的内、外圈因温度过高而导致的失效,从而提高滚动轴承的服役性能.