分析式铁谱仪制谱质量的影响因素研究

通过分析制谱过程中单个铁磁性磨粒的受力情况,推导出磨粒沉积位置关于制谱各因素的函数关系,该函数直观、近似地显示了分析式铁谱仪制谱过程中,外在参数对谱片质量的影响,为获取较为真实、完好的油液铁谱样本提供了理论依据.在此基础上,通过实验对油样的预处理和黏度2个因素所产生的效果进行验证,表明充分的预处理是区分大小磨粒沉积位置,有效提高光密度计测量可信度的必要途径;同时合理降低油样黏度可以有效获取分析油样内的磨损颗粒信息.理论与实验相吻合.     

旋转式铁谱仪谱片磨粒定量分析方法研究

针对旋转式铁谱仪谱片定量分析方法存在的测量效率低,易造成人为误差等不足,设计一种旋转式铁谱仪谱片磨粒覆盖率测量分析系统,实现对铁谱磨粒沉积参数高效稳定的定量分析。该系统通过控制显微镜载物台移动,利用光电传感器获取谱片磨粒覆盖率信号,采用LabVIEW上位机软件完成磨粒信息的自动采集、分析与处理。试验结果表明,该系统测量准确度较高,达到预期的设计目标,且该测量分析系统的分析效率较高,能满足实际批量定量分析的要求。     

基于yolov5在线可视铁谱图像磨粒多目标识别方法研究

鉴于在线图像可视铁谱获取的磨粒谱片图像分辨率低,磨粒种类复杂多变,磨粒图像背景复杂等问题,使得磨粒在线智能识别面临挑战。为了实现在线可视铁谱图像磨粒多目标实时检测与识别,提出基于yolov5在线可视铁谱图像磨粒多目标识别方法。以正常磨损磨粒、疲劳磨损磨粒、滑动磨损磨粒、球形磨粒、氧化磨损磨粒、切削磨损磨粒6种磨粒作为研究对象,基于yolov5深度神经网络模型对复杂油液环境下的异常磨损磨粒进行分割与识别。结果表明：基于yolov5算法的磨粒智能识别模型能够实现复杂环境下多目标、多类型磨粒在线实时识别,其识别速度和准确率基本满足油液在线监测需求,为装备在线图像可视铁谱技术工业化应用提供了技术支撑。     

自动化便携式铁谱仪的设计与实验研究

设备油液中的磨粒携带的各种特征信息是设备进行故障诊断与维护的重要依据，铁谱仪是分析研究机械设备磨损状态的专用设备。为满足铁谱仪自动化以及制谱分析过程快捷方便的要求，设计了一套便携式铁谱仪系统。该铁谱仪采用单片机控制，运用PID速度环控制方法，实现了从制谱到清洗的全自动过程，成功制得沉积效果良好的谱片。结合自动扫描显微镜观测部分，以图像灰度方差函数为目标函数，采用变步长遍历搜索法，实现了图像的自动聚焦与采集，验证了自动化便携式铁谱仪的制谱效果。     

全视场在线图像可视铁谱磨粒显微成像特性分析

为了评估全视场在线图像可视铁谱磨粒显微成像特性,提出了一种反射光显微成像模型。首先,基于朗伯余弦与小角度散射理论建立了全视场(OLVF)的反射光辐照度模型,实现了磨粒显微成像清晰度定量评价。然后,仿真计算磨粒显微成像的反差透视比,确定了最优光学倍率和适用于全视场OLVF探测的油液衰减系数范围,明确了光学参数对磨粒显微成像质量的影响规律。结果显示：光学倍率为2.0×且油液衰减系数≤2.0条件下,磨粒沉积于物方视场的主光轴附近,全视场OLVF可获得最佳磨粒显微成像清晰度。最后,开展了磨粒显微成像实验测试,结果表明：全视场OLVF能够从油液衰减系数小于2.0的在用液压油和齿轮油中获取反射光谱片图像,并提取磨粒视觉信息进行磨损在线监测。     

润滑脂的溶解及铁谱分析试验研究

针对润滑脂由于流动性差而无法直接采用铁谱技术进行磨粒分析的问题,探讨适合溶解不同润滑脂的有机溶剂。选择锂基、钙基和铝基3种目前设备润滑常用的润滑脂,通过水浴加热与超声波震荡的溶解方法,对比研究8种有机溶剂对润滑脂的溶解效果;通过摩擦试验制备带有磨粒的润滑脂试样,通过旋转式铁谱仪进行制谱试验,并结合显微镜分析谱片磨粒沉积效果。结果表明:正己烷溶液、体积分数30%二甲苯和70%正己烷混合溶液适合溶解锂基润滑脂,二甲苯和四氯乙烯适合溶解钙基润滑脂和铝基润滑脂;将润滑脂试样溶液的黏度稀释到4 mm~2/s以下时,在旋转式铁谱仪上能够获得良好的制谱效果。     

基于小波变换多阈值彩色铁谱图像的分割方法

提出了一种基于小波变换多阈值彩色铁谱图像的分割方法.该方法首先将彩色铁谱图像分割为3个层次图像,然后对各单色图的直方图通过小波变换多阈值进行分割,形成背景色、一般磨粒和异常磨粒3个分割区域,最后再合成彩色图像,实现对背景色、正常磨粒沉积链、异常大磨粒的划分.实验证明该方法可以有效地提高所需图像的质量.     

磨粒在磨粒探测器中的沉降运动研究

研究了在线铁谱仪磨粒探测器中的磨粒沉降运动规律,建立了磨粒在流道-磁极倾角方案下的运动模型,采用有限元法仿真了直流电磁装置的磁场分布情况,并研究了初始高度y0和磨粒直径D等参数对磨粒沉积位置的影响。结果表明,在油样流动方向和磁极之间存在倾角γ的条件下,磨粒在磨粒探测器中按照尺寸大小有序沉积,且沉积位置和油样入口端之间的距离随着初始高度y0增加而增加。     

分析式铁谱仪与旋转式铁谱仪的对比研究

从分析式铁谱仪与旋转式铁谱仪制谱时磨屑的沉积机理、磨屑的实际沉积过程、谱片上磨屑特征参数的统计规律、谱片重复性等方面对两种铁谱仪的特点进行了对比分析。     

基于反相灰度图二值化修正的铁谱图像磨粒特征提取

为准确获取铁谱图像中磨粒几何形状和特征参数,提出一种图像处理算法并对其进行验证。针对铁谱图像底色特征及磨粒特征提取精度要求,提出基于反相操作的铁谱图像灰度图转化方案,得到边缘清晰的铁谱灰度图;提出一种三段式阈值分割方案,利用腐蚀和膨胀操作解决二值化对铁谱图像有效磨粒区域的影响,讨论油污等干扰因素的消除策略;确定磨粒特征参数及磨粒识别方案,完成标准的正常滑动磨损图像处理和某实际的齿轮箱磨粒铁谱图像处理验证。结果表明:所提出的算法能够准确提取铁谱图像中磨粒所在区域的几何特征,通过磨粒标定计算得到了8个特征参数值,证明齿轮箱正处于滑动磨损状态。     

齿轮箱磨粒在铁谱片上的识别特征

介绍了铁谱分析的原理、样品的制备方法和铁谱分析的步骤,概括了齿轮箱齿轮、滚动轴承、滑动接触3种主要摩擦副在磨合磨损、正常磨损、异常磨损(过载、过速、疲劳)3个阶段的磨粒的主要识别特征,包括尺寸、尺寸分布、数量、成分和形貌等。     

一种新的磨屑群体特征参数

在磨屑群理论的基础上,提出了以KTP-1型旋转式铁谱仪制得谱片内圈内侧磨屑长轴尺寸大于某一临界值所有磨屑的总数,作为描述摩擦副磨损状态的磨屑群体特征参数。通过45~#钢对45~#钢的滚滑复合摩擦磨损实验,验证了该参数和摩擦副磨损率的变化规律具有很高的相似性。同时给出了任一张谱片上该参数的提取规范。     

K-均值聚类法在机械设备铁谱监测技术中的应用

铁谱分析技术是润滑油液分析技术的主导技术,是机械设备工况监测和故障诊断的主要技术手段之一。铁谱片上磨损颗粒间的区分是磨损颗粒识别和诊断的基础。针对铁谱图像中磨损颗粒形状和颜色分布的复杂性,利用数字图像处理技术,采用K-均值聚类法,对铁谱彩色图像进行了分割处理研究。试验结果表明,K-均值聚类法可以有效地分割彩色铁谱图像,将磨损颗粒提取出来,为铁谱图像的后续处理工作奠定了基础。     

铁谱分析中"矩阵序列"法的研究

基于分析人工利用光学显微镜对谱片上的磨损颗粒种类进行识别的模式,提出了利用计算机模仿人工进行磨毒损颗粒种类识别的“矩阵序列”法,并建立了“矩阵序列”法实现的具体方法。该方法对磨损颗粒种类识别率在80％;以上,且重复性很好。     

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。     

基于磨屑群理论的铁谱分析中磨屑群的选取

住基于磨屑群体理论进行铁谱分析思想的指导下，以数理统计和误差处理等工具，计算了在考虑铁谱分析过程中各种误差影响的条件下，任一张谱片上所需观察视场的最少个数，及任一个油样所需潜片的最少张数。为对KTP-1型旋转式铁谱仪所制谱片的铁谱分析，提供了分析规范。     

大型轴流泵泥沙磨损特性研究

为探讨大型轴流泵的泥沙磨损特性,采用非均相流模型、Particle模型和Tabakoff磨损模型和滑移壁面边界条件,研究泥沙在轴流泵内部的流动规律及磨损机制。结果表明:叶片头部及叶片工作面的泥沙体积分数和磨损率最大,导致叶片头部、工作面磨损速度和程度大于背面;粒径对泥沙的运动轨迹有显著影响,而含沙量的改变对泥沙的运动轨迹影响不大;颗粒在叶轮中的运动速度与粒径呈正相关关系,粒径大的沙粒向叶片工作面运动的趋势更为明显,说明粒径为影响泥沙运动轨迹的一个主要因素,含沙量为一个次要因素;随着泥沙粒径的增大,磨损率范围增大,磨损强度也相应增大,随着含沙量的增大,叶轮内各处磨损率均增大,说明粒径和含沙量均是加快轴流泵磨损的重要因素。     

The influence of speed on the wear of sintered iron-based materials

A pin-on-disc-type wear test rig was used to study the influence of speed on the wear of sintered iron, sintered Fe-5Cu and sintered Fe-5Cu-5C materials over a range of speeds of 0.5 –16 m s^?1 at a constant load of 40 N. With increasing speed the wear rate decreases to a minimum and then increases. Over the entire range of speeds two types of wear are observed: these are mild wear below a speed of 8 m s^?1 and severe wear above a speed of 8 m s^?1. The results are discussed in terms of friction records, wear particle size and composition, wear track study and topographic and metallographic studies of worn specimens.