一种基于油液分析数据挖掘的航空发动机磨损故障诊断知识获取方法

针对航空发动机磨损故障诊断自动化及智能化程度不高的问题,提出一种基于油液数据挖掘的航空发动机磨损故障诊断知识获取方法。该方法利用自组织神经网络对原始多维特征数据进行特征融合,得到融合值;利用Parzen窗法制定融合值的界限值,将样本划分为正常、警告和异常3种状态;利用Weka软件对油液数据进行规则提取。该方法能够从油液光谱数据中识别出不同磨损状态信息,并提取出知识规则用于构建航空发动机磨损诊断系统的知识库,实现了基于润滑油光谱磨损数据的航空发动机故障诊断的自动化与智能化。应用某型飞机发动机实际油液光谱数据对提出的磨损故障诊断知识获取方法进行验证,结果表明:经特征融合得到的融合值能够准确反映航空发动机的劣化趋势;利用融合值的界限值划分样本状态,再进行规则提取时具有很高的识别率。     

基于油液分析的汽车发动机摩擦系统故障诊断专家系统知识库的建立

采集汽车发动机润滑系统中摩擦副经历磨擦学行为的信息是诊断发动机摩擦系统故障的有效手段。油液分析从摩擦学系统的润滑剂和磨损物两方面获得磨擦副的润滑和磨损状态的信息。但常规的油液分析信息处理方法上的不足影响了油液分析技术在汽车行业的实际应用,开发基于油液分析的故障诊断系统,无疑会改善油液分析的诊断准确性和诊断成本。本文着重针对该诊断专家系统知识库的建立,     

基于偏最小二乘回归分析发动机异常磨损的判断

针对发动机状态监测中油液光谱分析样本数据少、元素种类多及各元素之间存在相关性的特点,提出采用偏最小二乘回归方法处理油液光谱分析数据。分析了偏最小二乘回归方法的特点,阐述了其基本原理和算法步骤;将偏最小二乘回归方法应用于发动机油液光谱数据的处理和分析,求出了发动机磨损状态判断的回归模型;应用此回归模型判断了EQ6BT柴油发动机的异常磨损。结果表明,应用此回归模型可以直观地判断发动机是否存在异常磨损。     

内燃机油液监测与故障诊断研究

针对内燃机摩擦副多、润滑状态复杂、工作环境恶劣、使用材料种类众多、故障诊断难的特点,研究了内燃机油液监测的主要实现手段和一般步骤,提出了内燃机基于油液监测的四种故障诊断方法,并用实例证明油液监测在内燃机故障诊断中的有效性。     

工程机械诊断技术讲座第九讲油液分析与状态监测

油液分析技术包括油液本身物理化学性能分析和油液中不溶性物质的分析。润滑剂的性能与状态直接影响机器摩擦副的磨损状态,对磨屑与污染物的检测是监测摩擦副本身工作状态的手段。通过油液分析监测和诊断工程机械故障情况,无需拆机或安装传感器,易操作,信息量大,但需要有一个抽取油样和信息反馈的较严密的管理体系,还要建立一个数据库,以完成大量数据的处理和应用。 １．油液分析原理 利用油液分析技术进行工程机械状态监测与诊断的工作流程如图１所示。油液分析内容主要有以下５项。 （１）油液理化性能的监测 检测油的粘度、水分、…     

发动机铁谱磨粒分析与磨粒识别研究

从发动机摩擦副及其摩擦磨损特点着手，提出了用于发动机磨损状态监测与诊断的主要10类磨粒，依据其识别特征提出了用于磨粒识别的14个磨粒形状、表面纹理与颜色特征；最后应用BP网络分层识别策略进行了磨粒识别。     

分析内燃机的磨损磨粒-利用铁谱加热法

阐述了内燃机摩擦磨损机理和铁谱技术。通过利用铁谱加热分析法对内燃机的摩擦磨损进行分析与研究。这一分析方法对于分析和鉴别多摩擦副工况下的油液中各类磨粒的材质成分是一种极为有效方法,并且为内燃机摩擦磨损的故障诊断提供了有利的科学依据。     

综合传动全寿命油液污染统计特征研究

综合传动全寿命周期油液污染颗粒分布参数与成分参数的统计分析,便于获取统计特征并应用于磨损程度评估与健康状态评价。基于污染平衡理论,采用参数估计处理油液污染度数据,获得其分布参数、平衡污染度与污染限值,并将分布特征应用于综合传动磨损程度评估;采用基于模糊隶属度的稳健核主成分方法分析污染颗粒的成分特征,并将该特征应用于综合传动健康状态的总体与分类评价。通过综合传动装置拆检比对,验证了2种污染统计特征均适用于整体磨损程度评估。研究表明,采用成分特征值可以实现整体健康状态评价与关键摩擦副的分类评价的结合,这不仅有助于综合传动大修期的准确判断,还能给出需维修部件的建议。     

油液分析诊断软件包的系统分析

摩擦学系统是机械设备的重要组成部分。机械设备运行时,摩擦副产生的摩擦学行为常常导致机械设备的故障,因此,提取摩擦副经历摩擦学行为的信息是诊断机械设备故障的有效方法。油液监测技术是从摩擦学系统的润滑剂质量和磨损产物两方面着手,获得摩擦副的润滑状态和磨损工况正常与否的信息,并诊断摩擦学系统的故障和预测其发展趋势。迄今为止,油液监测技术已形成了油品性能理化分析,红外光谱分析、磁塞检测、定量磨屑器监测、颗粒计数、光谱油料分析和铁谱监测等多种方法和仪器。     

切向和法向摩擦振动向量合成方法

为了实现切向和法向摩振动的融合,提出应用向量理论对切向和法向摩擦振动进行合成的方法,通过摩擦副磨合磨损试验分析合成摩擦振动的变化规律。结果表明:合成摩擦振动在摩擦副磨合过程中经历了由大到小并趋于平稳的变化过程;摩擦副磨合开始时,合成摩擦振动的幅值较大,随着磨合过程的进行,合成摩擦振动的幅值逐渐减小;摩擦副达到磨合后,合成摩擦振动的幅值处于平稳波动;提出的向量合成方法可实现切向和法向摩擦振动的融合,合成的摩擦振动能够反映摩擦副磨合磨损状态的变化。     

直读铁谱在舰船机械状态监测上的应用

采用直读铁谱仪对某型船用机械在用润滑油进行了跟踪监测,选择IS(磨损烈度指数)作为定性分析的判据,利用三线值法对某型船用齿轮箱润滑油样的直读铁谱数据进行处理,并制定出了监测标准。诊断实践证明,直读铁谱监测特征参数IS的选择,是合理准确的,基于三线值法建立的润滑油直读铁谱分析诊断标准,具有良好的实效性,能够较准确地判断和预测船用发动机油润部件的磨损状态和磨损趋势。     

基于有序样品聚类和模糊理论发动机状态监测研究

提出基于有序样品聚类和模糊理论发动机状态监测研究方法。利用有序样品聚类方法,对油液铁谱分析数据进行分类,实现了发动机的状态监测;利用模糊理论方法,结合发射光谱分析数据判断发动机的异常磨损部位。采用该方法对康明斯6BT5.9型柴油发动机状态进行监测,确定发动机可能出现异常磨损的部位,与发动机解体实际检查结果一致,证明上述研究方法对发动机异常磨损部位的确定具有一定的适用性。     

某型产品转速传感器滚针摩擦副磨损浅析

对航空发动机燃油系统某型产品机械式转速传感器支承滚针摩擦副磨损进行了技术研究,通过支撑滚针摩擦副结构介绍、滚针摩擦比功(P_v值)与接触温升ΔT_(max)计算分析,得出接触温升与摩擦副接触球面球冠圆心角关系,将摩擦副支撑滚针球头与球窝接触表面球冠圆心角控制在小于50°,以提高摩擦副接触贴合度,使该摩擦副工作中处于最佳磨损状态,提高了摩擦副的可靠性,保证了产品满足翻修寿命(300 h)的磨损要求。     

基于深度学习的航空发动机磨损部位识别方法

针对航空发动机润滑系统中摩擦副部件复杂、磨损颗粒能谱监测元素众多,靠人工经验难于进行磨损部位精确识别的问题,提出一种基于深度学习的航空发动机润滑系统磨损部位识别方法。该方法应用一维卷积核为计算单元,搭建一维卷积残差网络模型。以航空发动机润滑油中磨损颗粒能谱分析数据为输入,采用所搭建的一维卷积残差网络模型实现对能谱数据的特征提取以及航空发动机磨损部位的定位识别;以某型航空发动机润滑油中磨损颗粒实测能谱数据验证该方法的有效性,并和Resnet18、Resnet34、CNN等网络模型进行对比验证。结果表明,所提方法对航空发动机磨损部位的识别精度达到95%以上。为了验证模型的鲁棒性和泛化能力,在真实的某型航空发动机能谱数据基础上,对含氧数据和噪声数据分别进行测试,进一步说明该模型用于对磨损定位识别的有效性,具备实际应用的可行性。     

基于铁谱的航空发动机图谱技术研究

介绍基于摩擦副磨损过程的航空发动机磨粒图谱的编制方法,分析航空发动机摩擦副不同运转阶段的基本磨粒种类与特征,提出航空发动机铁谱图谱信息管理系统的总体框架,并进行了初步设计。该图谱信息管理系统为预测发动机磨损故障提供了一种有效的技术手段,同时该系统可作为故障诊断专家系统的一个重要模块。     

利用铁谱技术分析某柴油机的摩擦聚合物

发动机所处的磨损状态是判断其是否正常工作的一个重要的标准,其中各摩擦副的工作环境恶劣、磨损过程复杂,很难精确描述.在发动机磨损异常状态监测尤其要引起注意.文章利用铁谱技术对其润滑油变质产物--摩擦聚合物进行监测,通过磨粒分析来判断发动机的磨损状态.     

N次谐波凸轮-挺柱副的润滑特性分析

将线接触弹流润滑理论应用于发动机配气机构，计算了某N次谐波凸轮-挺柱副润滑的稳态最小膜厚、膜厚比等参数，分析了凸轮．挺柱副稳态润滑在设计转速下随凸轮转角的变化特征，比较和讨论了发动机转速变化对润滑性能的影响。结果表明，凸轮桃尖区多为部分弹流润滑状态和边界润滑，工作段其它部分多为部分弹流、完全弹流和动力润滑状态。曲轴转速提高一般情况下对增加稳态最小膜厚有利，但由此导致的载荷波动量增加对最小膜厚的稳定性不利，从而使表面摩擦和磨损的可能性增加。     

基于油液光谱数据的船机电设备磨损元素相关性分析

随着机械设备监测维修的发展,油料光谱技术被广泛应用于检测滑油中磨损金属含量、污染物种类、添加剂衰变等。在光谱数据的分析中,界限值方法已经成为数据分析的主要方法。为准确反映设备运行中的磨损情况,基于油液光谱数据,对设备磨损元素进行相关性分析。通过对某型船舶长期跟踪监测,分离设备摩擦副在稳定磨损下油液中所含主成分相似信息,得到船舶正常运行中摩擦副的组成结构并初步得到设备磨损元素的相关性结果。在设备故障监测诊断中,结合光谱界限值,通过光谱分析结果与其磨损元素相关性的比较,能够更准确地判断设备异常磨损信息。     

高载荷条件下石墨-石墨摩擦副的摩擦学特性研究

利用研制的高载荷条件下摩擦因数测试装置,研究了石墨/石墨摩擦副在空气、水和油介质中的摩擦学特性。结果表明在4~15MPa范围内,随着载荷的增加,摩擦副在空气、水和油介质中的摩擦因数都逐渐降低;在油介质中摩擦副的摩擦因数最小,在水介质中摩擦因数变化最平稳,在空气中摩擦因数最大,且随载荷的增加变化幅度最大。磨损表面原始形貌对比分析表明,在空气中,摩擦副表面处于边界润滑状态,主要磨损机制是粘着磨损和犁削;水润滑条件下为轻微犁削;油润滑条件下,摩擦副表面处于为边界润滑和流体润滑状态,油中的减摩剂对试样表面有抛光作用。     

基于SOM神经网络的摩擦状态识别研究

为提取摩擦振动的特征和实现摩擦副摩擦状态的识别,在往复摩擦磨损试验机进行摩擦副混合摩擦和干摩擦状态的摩擦磨损试验。应用谱减法对试验采集的摩擦振动信号进行降噪,计算降噪后的摩擦振动15个特征参数。应用自组织映射(Self-organizing map, SOM)神经网络对摩擦副不同摩擦状态的摩擦振动特征参数进行分析,得到摩擦振动的SOM神经网络神经元分类。研究结果表明,谱减法能消除摩擦磨损试验机的背景噪声,SOM神经网络算法能够有效分析摩擦振动信号的特征,实现摩擦副摩擦状态的识别。