往复压缩机故障诊断技术研究

本文以往复压缩机作为分析对象,通过阐述往复压缩机经常出项的两种故障,提出若干种有效的故障诊断技术,希望能够给予机械设备维修人员一些工作上的帮助,或者提高机械设备故障的诊断水平及质量。     

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...     

基于单缸柴油机表面异常声发射信号的活塞组件摩擦磨损故障诊断与研究

为了诊断并分析某型单缸柴油机的异常声发射信号,在柴油机缸体上安置振动传感器和声发射传感器。利用小波多分辨率算法对比分析了两个传感器的信号。首先通过几何估算提出了异常信号可能对应的两种故障形式,随后根据拆机检查,确认声发射信号中的故障特征来源于活塞组件之间的异常摩擦事件。诊断结果表明:该型号单缸柴油机的活塞组件的结构尺寸设计不合理,在柴油机正常工作中,连杆小头和活塞内部发生了摩擦事件,导致了声发射信号在固定的曲轴转角上出现异常峰值响应。声发射技术为以后有效监测活塞组件摩擦磨损提供了更准确的诊断方法。     

声发射技术在管道泄漏检测中的应用

传统的管道泄漏检测法如负压波诊断法要求有很强的实时性,常因不能及时捕捉到泄漏信号而造成诊断失败,而声发射检测技术作为一种成熟的无损检测方法,可根据泄漏时流体与泄漏孔隙产生的声发射信号判断泄漏,实现对泄漏信号的连续捕捉,在检测原理上有很大的优势。利用声发射技术对管道泄漏检测进行了试验研究,通过对声发射信号进行时频域分析,实现了对泄漏信号的有效识别。试验结果表明,泄漏发生时的声发射能量主要集中在140-160 kHz,随着泄漏距离的增加,在200 kHz处的声发射能量将产生较大的衰减,从而验证了应用声发射技术进行管道泄漏检测的可行性。     

局部投影降噪在往复压缩机故障诊断中的应用

往复压缩机的振动信号为典型的非线性、非平稳信号.提出利用局部投影法对振动信号降噪,提取关联维数,并与热力参数相结合诊断往复压缩机故障的方法.首先利用基于定量递归分析的局部投影降噪算法滤除振动信号中的噪声,然后提取关联维数,再根据热力参数计算气缸的压缩比,最后结合关联维数和压缩比,诊断压缩机的故障.结果表明:应用局部投影法降噪后振动信号的局部标度指数曲线存在明显的平台区,关联维数易收敛;在降噪后时域指标无明显变化的情况下,关联维数变化明显,基于局部投影法降噪后的关联维数更能有效地反映设备的故障状态变化.实例中诊断出的往复压缩机活塞磨损故障验证了这种方法的有效性.     

LMD和改进小波阈值去噪的轴承声发射信号故障诊断

针对机械故障声发射信号特征提取的问题,提出了一种局部均值分解(local mean decomposition,LMD)和改进的小波阈值去噪相结合的方法;并应用于滚动轴承的故障诊断。首先,把改进小波阈值与三种小波阈值去噪方法进行比较分析。通过仿真信号表明,改进小波阈值方法能更为有效地去除噪声。其次,采用LMD方法将原始轴承故障的声发射信号分解,分解为若干个乘积函数(production function,PF)的线性组合,通过相关系数原则选取能够反映故障特征的PF分量,利用改进小波阈值去噪法对选出的PF分量进行进一步去噪。最后,对去噪后的声发射信号进行包络谱分析,诊断轴承故障的位置。通过滚动轴承单一故障和耦合故障的声发射实验验证了该方法的有效性。     

声发射源定位的测试方法

本文作者介绍了声发射源定位的测度方法，推导了时差测量公式，设计了时差测量电路，总结了多通道声发射测试仪的时差测量的方法。     

声发射检测技术在管道泄漏信号识别中的应用

对基于声发射技术的管道泄漏检测这一新方法进行了实验研究。从声发射技术的基本理论入手,分析了声发射技术的特点及检测原理,掌握了声发射信号的分析处理方法及源定位技术,然后进一步将声发射检测技术应用于输油管道的泄漏检测,建立了管道泄漏声发射检测模型,并建立了两种泄漏定位模型。对整个检测系统进行了设计,并进行了管道泄漏声发射实验,对管道泄漏声发射信号的特征进行了分析和提取,为进一步的实验研究及现场应用打下基础。     

形态滤波在滚动轴承故障声发射信号处理中的应用

滚动轴承的状态监测和故障诊断意义重大.为有效诊断轴承早期的微弱故障,将形态滤波方法用于轴承故障声发射信号的处理,提出采用多尺度形态开闭和闭开组合的滤波器对信号降噪处理,采用闭运算对降噪后的信号进行形态滤波解调得到明显的故障特征频率,并对比故障振动信号和声发射信号的处理效果.研究表明: 形态滤波用于轴承故障声发射信号特征提取效果明显,适用于轴承的状态监测和故障的早期诊断.     

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.     

基于粗糙集与模糊神经网络的多级压缩机诊断

为解决多级往复式压缩机故障诊断这一复杂问题,提出了一种棋于智能互补融合的智能诊断策略、该策略利用粗糙集理论对数据样本进行党费,形成初步的诊断规则,并基于该结果形成模糊神经网络,再利用网络的分类逼通能力,建立从故障状态空间至解释空间的精确映射,从而达到故障诊断的目的,另外,还提出了一种基于误差反馈的节点函数特性变化模糊神经网络逼近器和新的数据党费度量指标－数据蒸发率,对一台四级压缩机的故障诊断结果表明,提出的新方法具有诊断率和数据蒸发率高、结果易于被人理解、诊断计算最小等优点。     

采用关联维的溢流阀故障诊断

用Grassberger-Procaccia(G-P)算法合理选择嵌入维数、数据长度、延迟时间等重要参数,并且在对数曲线图中准确划定无标度区,以得到比较客观的关联维数.结果表明:关联维有定量描述非线性信息的特点,在一定的工作条件下,不同的故障类型对应不同的关联维数,通过计算溢流阀振动信号的关联维数来诊断出其工作状态.     

应用时间序列分析的液压溢流阀故障诊断法

基于液压溢流阀体工况,提出一种振动频率特性的故障诊断方法.利用溢流阀体振动信号的相关性、自回归模型的参数和功率谱特性,获得故障的突变信息,从而确认溢流阀的工作状态,为液压系统故障的诊断提供判断依据.测试系统采用LabVIEW虚拟仪器构建,并通过计算机自动完成测试和分析.实验结果表明,正常状态和故障状态下的电压信号没有明显的趋势,是一种平稳时间序列;有故障时,相关函数衰减比正常状态慢,但都不够明显;正常状态和故障状态下的特征根分布明显不同,故障状态下的系统可能处于某种稳定状态;正常状态的自回归(AR)功率谱比任何一种溢流阀常见故障的功率谱都低.     

基于小波包分解-峭度值指标-希尔伯特包络解调融合方法处理声发射信号的滚动轴承故障诊断

为实现对航空发动机主轴承进行故障诊断,以复杂传递路径下声发射信号的波形分析为基础,提出一种基于小波包分解(wavelet packet decomposition, WPD)、峭度值指标(kurtosis index, KI)以及希尔伯特包络解调(Hilbert envelope demodulation, HED)相结合的滚动轴承故障特征信息提取方法。采用WPD方法对滚动轴承声发射信号分解获得节点分量,基于KI对节点分量排序筛选进行信号重构,进而对重构信号进行HED分析,提取出轴承故障特征频率用于对比诊断。开展简单以及复杂传递路径下滚动轴承故障模拟试验,采用建立的方法分别针对滚动轴承外圈、内圈典型故障试验数据进行分析和诊断。结果表明：该方法可有效提取滚动轴承故障特征频率及其倍频,且针对复杂传递路径下处于工作状态的滚动轴承,仍可实现精准的特征信息提取和有效的故障诊断。     

浅谈活塞式压缩机气阀故障及判断

文章主要分析了造成活塞式压缩机气阀漏气的原因，并总结出如何来判断气阀漏气，对生产实践具有一定的指导作用。     

空气传导新型声发射传感器的研究

提出了一种用于刀具破，磨损监测的新型非接触声发射传感器，它直接利用空气作为声发射信号传导介质，便于安装使用，实验证明，该传感器具有较高的灵敏度和抗干扰能力，并可应用于其它声发射监测的场合。     

利用关联维数进行液压阀故障诊断

研究关联维数在减压阀和调速阀故障诊断中的应用,并针对故障诊断的实际情况,对采集到的信号进行分析,提出将关联维数用于液压元件故障诊断的技术路线及方法.结果表明,不同故障的液压阀产生机制不同,通常也具有不同的关联维数,故关联维数可用于故障的特征提取.正常情况下,位移和加速度参量的关联维数D2<2;而在故障情况下,所得到的关联维数D2>2 通过分析加速度的关联维数,可以判断被测液压元件是否存在故障.     

一种迭代改进的球向量机故障诊断算法

针对往复式压缩机故障数据规模大、常规诊断算法训练时间长的问题,提出了一种迭代改进的球向量机算法(IIBVM).该算法将多个传感器采集到的压缩机不同工况下的运行数据输入球向量机进行训练,在训练过程中,增加了缓存用量,并在采样中跳过点积大于当前最远点点积的缓存点;引入缓存校正措施,每隔数次迭代即用点积和球心模计算公式对缓存中的数据进行一次校正;将距球心小于某个安全距离的点标记为无效点,并在下次采样到无效点时直接跳过;若核向量个数连续几次迭代保持不变,则提前终止迭代.训练后将新的压缩机运行数据代入决策函数,实现压缩机的故障诊断.在4个UCI标准数据集和实测的压缩机气阀故障数据集上进行的对比实验结果表明,IIBVM算法与球向量机算法相比,训练时间最多可降低50％,支持向量个数最多可减少18％.     

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.