角域多信息熵融合算法的EHA柱塞泵滑靴副状态评估方法

滑靴副是电静液执行器(Electro-hydrostatic Actuator,EHA)柱塞泵中受力最为复杂和薄弱环节,在变转速极端工况下对其健康状态进行有效评估对于EHA的安全稳定运行尤为重要。针对滑靴副在变转速工况下磨损故障特征机理复杂、难以揭示的问题。提出一种基于角域多信息熵融合算法的新状态评估方法,结合阶比分析与信息熵理论,针对EHA变转速极端工况提出“角域信息熵”新概念,运用BP神经网络和D-S证据理论构建基于角域多信息熵融合的滑靴磨损状态评估模型;最后在恒压变转速工况条件下,以滑靴外边缘偏磨磨损故障为例对评估模型进行测试试验验证和结果分析,证实状态评估方法有效性和评估结果的准确性。     

小波包和小波脊线相结合的解调方法在液压泵故障诊断中的应用

针对轴向柱塞泵故障振动信号呈现出的非平稳和非线性特点,提出了一种基于小波包能量法与小波脊线法相结合的信号解调方法,将其用于液压泵故障诊断中的信号解调过程。该方法首先对原始振动信号进行功率谱分析,明确故障振动信号反映出的能量集中频带带宽;根据确定的带宽和原始信号分析频率设定小波包分解的层数,采用小波包能量法提取出分解系数对应频带能量最大的特征信息进行信号重构;利用小波脊线法对重构后的频带信号进行解调处理,通过信号的包络解调谱提取故障的特征频率,利用解调后的时频谱对液压泵单柱塞滑靴磨损、斜盘磨损以及中心弹簧故障进行分析。通过实验结果验证,该方法能有效地对液压泵的故障信号进行解调,并能找出反映故障的敏感特征频率。     

基于润滑机理的智能液压元件本体性能预测方法

以液压泵为例，以其最为薄弱的环节--滑靴副为研究对象，并以滑靴磨损作为性能退化原因，结合滑靴磨损数学描述方程、泄漏流量公式和柱塞腔压力瞬时变化模型，建立了滑靴磨损过程的油膜润滑特性方程组；揭示了液压泵性能失稳失效机理，计算了失稳和失效临界点；对液压泵性能退化状态进行区域划分，分析液压泵不同状态下滑靴磨损量与油膜润滑特性参数及性能退化参数的变化规律，建立了性能预测模型；通过仿真分析验证理论模型的正确性，通过液压泵性能测试试验验证预测模型的有效性和预测精度，结果表明，所构建的模型能够精确预测液压泵性能。     

基于能量增强的双斜式轴向柱塞泵滑靴磨损故障诊断方法

针对盾构机等大型设备用双斜式轴向柱塞泵故障诊断中滑靴磨损故障特征信号易被湮没的问题,提出了一种基于能量增强的双斜式轴向柱塞泵滑靴磨损故障诊断方法。首先,考虑到双斜式柱塞泵滑靴磨损会造成轴向、径向两个方向的振动,对发生滑靴磨损故障下的泵的力学特性进行分析,确定了敏感频率范围;其次,考虑到故障信号易被湮没,将轴向和径向的振动信号分别进行小波包分解,进而得到轴向和径向的振动信号的能量谱,并将轴向与径向敏感频率范围内的能量谱进行叠加,增强故障特征;最后基于试验数据进行验证,对比正常状态与滑靴故障状态下的能量谱,可以有效提高故障诊断的准确度。     

斜盘泵滑靴副剧烈磨损过程的油膜润滑特性分析

斜盘泵滑靴副在发生剧烈磨损过程中,滑靴和斜盘将处于边界润滑状态,油膜润滑特性将发生较大的变化。为此,基于弹性流体动力润滑理论,结合滑靴副的实际工况,推导出滑靴副在剧烈磨损过程中的稳态等温线接触混合弹流润滑基本方程,并建立相应的数学模型。对模型进行数值求解,分析得出滑靴和斜盘接触区油膜压力、油膜厚度与泵转速和外载荷的关系。为斜盘泵滑靴磨损故障程度的影响因素分析及液压泵健康状态评估方法的研究奠定理论基础。     

基于形态差值算子和特征能量比的液压泵故障分离方法

针对液压泵滑靴和斜盘磨损复合故障信号的分离问题,提出了一种基于形态差值算子与特征能量比相结合的方法。首先,将若干种不同长度的结构元素和复合故障信号的形态特征进行匹配,利用形态差值算子提取出若干个信号;其次,分别对上述信号计算两种故障的特征能量比;最后,找出两种故障的最大特征能量比,他们所对应的即为最优匹配结构元素长度,且基于该两种长度的形态差值算子所提取出的两个信号分别为最优分离出的滑靴和斜盘磨损故障信号。通过对实测液压泵复合故障信号的实验验证,表明所提方法能够根据信号形态特征的多样性有效地实现对复合故障信号的最优分离,且比RobustICA方法有效和优越。     

基于局部均值分解和时域参数的液压马达故障诊断研究

针对液压马达的滑靴磨损故障诊断问题,该文提出了一种基于局部均值分解(Local Mean Decomposition,LMD)和时域参数的方法。首先,利用LMD方法对实测液压马达滑靴磨损振动信号进行分解处理,将多模态信号分解为若干个单一模态乘积分量(Production Function,PF);其次,将前三个含有运行特征信息丰富的单模态PF分量重构作为故障诊断用数据源;再次,对数据源提取时域参数;最后,通过分析时域参数对滑靴磨损故障的敏感性,有效地诊断出液压马达滑靴磨损故障,进一步完备了基于时域参数的诊断方法。     

LMD样本熵与SVM结合的柱塞泵故障诊断研究

针对柱塞泵故障特征难以提取、故障分类困难、故障诊断准确度不高的问题,提出局部均值分解(LMD)样本熵和支持向量机(SVM)结合的柱塞泵故障诊断方法研究.采集柱塞泵四种状态(正常、松靴、配流盘磨损、滑靴磨损)的多测点振动信号,将振动信号进行LMD分解和重构,提取重构信号的样本熵与原始信号标准差作为特征向量,将其输入SVM...     

滚动轴承故障程度评估的AR-GMM方法

提出了一种基于AR-GMM的滚动轴承故障程度评估方法,该方法利用自回归模型(AR)提取无故障轴承早期振动信号特征,并建立无故障轴承高斯混合模型(GMM)作为故障程度评估基准。轴承后期振动信号在提取AR特征后导入该基准GMM模型,得到测试样本与无故障样本之间的量化相似程度。进而以此相似程度值为基础建立自回归对数似然概率值(ARLLP)作为滚动轴承故障程度评估指标。轴承疲劳试验分析表明该指标能够及时有效发现轴承早期故障,并能很好预测跟踪轴承恶化趋势,为视情维修奠定基础。     

斜盘泵滑靴副剧烈磨损过程的动态特性分析

斜盘泵在发生滑靴副磨损故障时表现出与正常状态下完全不同的动态特性。为深入分析滑靴磨损量对滑靴副动态特性的影响,在不考虑滑靴倾斜的条件下,建立了描述滑靴剧烈磨损的动力学模型。通过对滑靴磨损过程的发展机理分析,采用近似圆弧进行拟合的方法得到磨损量与磨损轮廓的数学描述方程;同时给出滑靴磨损状态的压力控制方程、膜厚方程、流量平衡方程和力平衡方程,由此建立滑靴在压油区的动力学模型。通过数值分析得出磨损量与滑靴副泄漏量、压力分布、滑靴承载力以及最小油膜厚度之间的变化规律。结果表明:滑靴泄漏量随滑靴磨损量的增加而变大,从而加快滑靴底面油膜压力沿滑靴径向的递减速度,进而降低滑靴的承载力,减小滑靴的最小油膜厚度,削弱滑靴副适应载荷变化的能力。     

基于多特征融合多核学习支持向量机的液压泵故障识别方法

提出基于多特征融合多核学习支持向量机的液压泵故障识别方法。该方法首先对原始信号进行集总经验模态分解,然后分别用AR模型和奇异值分解两种特征提取方法提取故障特征,最后将不同类型的特征分别用相应的核函数进行映射,用多核学习支持向量机来识别液压泵的工作状态和故障类型。实验结果表明该方法显著地提高了故障诊断的准确性。     

基于粒子滤波和自回归谱的液压泵故障诊断

针对飞机轴向柱塞式液压泵的工作状态监控问题,提出了一种基于液压泵振动信号分析处理的故障诊断新方法。通过对加速度传感器的原始数据序列进行信号建模,利用粒子数优化后的粒子滤波算法进行降噪;根据滤波后信号的自回归谱提取特征值,结合液压泵的故障机理分析其工作状态,实现对液压泵的故障分析和诊断。实验及仿真结果表明,粒子滤波可有效跟随原始信号并滤除噪声干扰,基于粒子滤波和自回归谱的液压泵故障诊断方法能有效地提取故障特征值,实现故障诊断和识别。     

基于模糊综合评判的飞机液压泵故障预测

针对飞机液压泵故障难以准确预测的技术难题,提出了基于模糊综合评判和层次分析法的飞机液压泵故障预测方法。根据液压泵的工作机理及形成机制,分析液压泵在运行过程中的几种常见故障形式,得到液压泵常见故障模式和故障因素集,采用层次分析法计算故障预测中的各项权重,运用模糊综合评判法对液压泵的故障进行预测。以某型飞机液压泵为具体研究对象,对提出的方法进行试验验证。结果表明,该方法能够实现飞机液压泵故障预测的效能,对其他航空设备的故障预测也具有良好的应用前景。     

基于主元分析的柱塞泵故障诊断方法

在分析了主元分析法的基础上,提出了PCA的故障诊断方法,利用小波变换对原始信号进行了预处理,提取了包含时域和频域特征参数构成的特征向量,应用PCA进行了故障诊断。对液压泵进行故障诊断,试验结果表明,时域和频域特征参数构成的特征向量很好反映了故障特征,该方法对液压泵故障诊断有良好的效果。     

航空液压泵加速寿命试验现状及方法研究（连载4）航空液压泵的寿命影响因素研究与分析

从定量研究航空液压泵环境工况参数与寿命之间关系的需求出发,介绍了影响航空液压泵寿命的因素与磨损寿命定量关系研究的方法。温度提升对于泵寿命的影响主要在于改变摩擦副油膜特性,从而劣化其润滑摩擦状况,加速磨损。分别介绍了基于试验、解析和数值方法对摩擦副油膜特性的研究成果,并对比分析了各种方法的优点和局限性。针对使用流体-固体-热耦合模型的油膜特性分析方法进行了详细说明。最后,对现有的基于油膜特性分析的磨损寿命估计方法、加速寿命试验方法,寿命模型的校核和验证方法进行了总结。     

Integrated slipper retainer mechanism to eliminate slipper wear in high-speed axial piston pumps

The power density of axial piston pumps can greatly benefit from increasing the speed level. However, traditional slippers in axial piston pumps are exposed to continuous sliding on the swash plate, suffering from serious wear at high rotational speeds. Therefore, this paper presents a new integrated slipper retainer mechanism for high-speed axial piston pumps, which can avoid direct contact between the slippers and the swash plate and thereby eliminate slipper wear under severe operating conditions. A lubrication model was developed for this specific slipper retainer mechanism, and experiments were carried out on a pump prototype operating at high rotational speed up to 10000 r/min. Experimental results qualitatively validated the theoretical model and confirmed the effectiveness of the new slipper design.