基于声发射信号的机械密封寿命预测

针对国内外对机械密封寿命预测研究不足,不能明确退化模型等问题,提出了基于声发射特征抽取和SVR的机械密封寿命预测方法。首先基于声发射技术通过实验采集了多组机械密封的全寿命数据,对数据进行小波去噪,并进一步进行小波包分解,从中提取能够表征机械密封运行状态的时频域特征以及其他统计特征;利用KPCA对高维特征进行降维处理,再通过马氏距离进行特征融合得到机械密封退化指标,将之作为SVR的输入训练退化模型。实验结果显示,基于声发射特征提取的机械密封寿命预测方法有着较好的泛化能力和较高的精度。     

机械密封端面摩擦机理及其声发射信号特性研究

分析了机械密封端面摩擦机理,根据端面的摩擦机理,选用声发射信号(Acoustic Emission, AE),作为表征密封端面摩擦状态的监测信号,建立了基于AE信号的密封端面摩擦状态的监测模型。根据机械密封的工程应用需求,将密封端面工作状态分为三种类型：边界摩擦状态、混合摩擦状态和流体润滑状态,利用采集的声发射信号和建立的监测模型,能够有效地识别密封端面的工作状态,识别率大于70%。     

机械密封碰摩声发射信号的特征提取方法研究

提出利用声发射(Acoustic Emission,AE)技术监测机械密封动静环的碰摩状态。通过分析典型碰摩AE信号的特点,提出利用小波尺度谱和功率谱相结合的方法表征机械密封端面碰摩AE信号的特征信息,小波尺度谱能够直观地描述AE信号中各个脉冲的数目、到达时间、能量大小、在时频面上的分布及频率组成,为判断碰摩的类型、严重程度及发生时间提供准确信息,AE信号的功率谱图能够给出信号能量的具体值。在仿真和实验研究中该方法被有效运用于判别机械密封端面的偶然性碰摩、周期性碰摩和连续性碰摩。     

基于声发射和小波神经网络的机械密封状态分类新方法

采用声发射方法监测得到的复杂机械密封的声发射信号往往信噪比很低,对其工作状态进行分类存在一定的困难。提出一种基于声发射和小波神经网络的机械密封工作状态分类的方法。该方法将小波与神经网络结合,基于声发射信号时域和小波包能量分析的特征提取方法,充分利用声发射信号中的有用信息,能很好地表征机械密封的工作状态。以旋转轴用动密封装置为例,采用上述方法对其工作状态进行监测。实验证明,该方法能够有效地对复杂机械密封的工作状态或故障类型进行分类。     

粒子滤波在机械密封声发射信号降噪中的应用

机械密封声发射信号容易受到环境噪声的干扰,信噪比很低。提出一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)和粒子滤波(PF)相结合的降噪新方法(CEEPF)。该方法首先对采集的声发射信号进行CEEMD分解,利用相关系数原理识别出高频IMF分量后对其进行重构;然后对重构后的信号建立ARIMA模型,将其作为信号的状态方程,再利用小波分解重构思想提取测量噪声,并建立测量方程;最后对重构信号进行粒子滤波,将滤波结果与各低频IMF分量一起重构得到降噪后的声发射信号。结果表明:基于CEEMD与PF的机械密封声发射信号降噪方法能够很好地滤除背景噪声,并且能最大程度保留有效信息。对仿真信号和实验信号分别进行CEEMD小波阈值、标准粒子滤波、CEEPF降噪,发现CEEPF降噪在降噪效果上明显优于其他2种方法。     

机械密封端面接触状态的声发射监测方法

针对机械密封运行过程中反映密封端面接触状态的工作参数(端面开启时间、膜厚等)测量困难的问题,提出基于声发射信号的机械密封端面接触状态监测方法。根据密封端面产生的声发射信号具有时变非线性且突发性强的特点,采用经验模态分解(EMD)法对原始信号进行分离提取。EMD法能够将信号分解为不同时间尺度和不同频带的一系列固有模态函数,然后根据能量分布特征对伪分量进行剔除,得到"近源"声发射信号,抽取其信号特征运用Laplace小波相关系数法实现对密封端面接触状态的准确识别。通过机械密封测试试验证明,声发射监测技术能准确地识别机械密封装置动静环之间的接触状态和摩擦形式,能够在工业现场推广使用。     

粒子滤波在机械密封端面接触状态声发射监测中的应用

机械密封端面运行过程中所产生的声发射信号在传递过程中容易受到环境噪声的干扰,难以有效地从背景噪声中分离出来。研究粒子滤波技术在机械密封端面膜厚及开启状态声发射监测中的应用。将声发射传感器安装在机械密封静环座上,对动静环端面开启状态进行外部间接检测;运用粒子滤波技术处理采集的声发射信号,提取信号时域、频域及小波包能量特征;建立BP神经网络模型,对机械密封端面开启状态及膜厚进行识别。结果表明：粒子滤波技术能够有效地将密封端面产生的信号从背景噪声中分离出来;通过BP神经网络对提取的特征值进行模式识别,实现了密封端面膜厚变化范围的间接测量。该方法分析结果与电涡流传感器直接测量所得到的结果完全一致。     

基于声发射主轴机械密封开启状态识别技术

针对机械密封端面开启状态确定和端面开启厚度测量困难这一问题,提出基于声发射信号端面开启状态监测技术。将电涡流传感器安装在密封装置静环上,将声发射传感器安装在静环座上,分别对动静环之间端面开启状态进行内部直接测量和外部间接检测。把采集的声发射信号运用小波阈值降噪法进行降噪处理后,提取典型的小波包能量特征。建立RBF神经网络模型,将提取的小波能量特征作为模型的输入,对机械密封端面开启状态进行识别。与电涡流传感器测量结果比对表明,声发射技术能够对机械密封开启状态进行准确的识别。利用声发射识别技术,实现了对主轴机械密封油膜开启状态由"内测"到"外测"的转变,便于工业现场应用和推广。     

基于人工神经网络的机械密封寿命预测

运用ANN对机械密封进行寿命预测的方法建立了寿命预测系统的基本模型,提出了以增大磨损载荷(pcv)为手段的寿命加速试验方法,并给出了将加速试验的泄漏率q、端面温度Tf和剩余寿命t转化为工况条件的q’、Tf′和t′的理论方法。用若干组q′、Tf′和t′值训练具有2个输入单元、一个隐含层(3个单元)及1个输出单元的BP网络,再用其它几组值来检验网络可靠性。结果表明该网络具有较高精度,使用BP网络预测机械密封剩余寿命可行、高效。     

声发射在密封监测领域的研究进展

将声发射无损检测技术应用到机械密封监测中是密封领域新的发展方向。从实验研究和理论研究两方面综述声发射在密封领域的研究进展;从早期的实验探索到后期的信号降噪、信号分析和信号识别等方面总结各阶段的研究成果,并且介绍机械密封相变实验研究;展望基于声发射的机械密封监测技术的未来发展方向,如将大数据技术应用到声发射信号的处理分析,探索声发射技术在机械密封不同方向监测的应用,如液膜相变的监测等。     

基于声发射的旋转机械在线检测系统研制

简述了声发射技术的原理和应用,论述了声发射技术应用于旋转机械故障状态监测和故障诊断是一种很有效的方法.开发了一套以声发射技术为核心的旋转机械在线监测和诊断系统,详细介绍了该系统各组成部分的设计原理和思路,并在模拟工况条件下对该系统进行了分析、比较和评价,证明了该系统的科学性、有效性和实用性.     

基于CEEMD与小波阈值的机械密封声发射信号自适应降噪方法

针对机械密封声发射信号容易受到环境噪声干扰,难以有效地从背景噪声中分离的问题,提出将互补集合经验模态分解(CEEMD)与改进小波阈值降噪方法相结合的声发射信号自适应降噪方法。根据白噪声经经验模态分解(EMD)后其固有模态函数分量的能量密度与其平均周期的乘积为一常数的特性,自适应地判定CEEMD信噪分量的分界点;为避免小波原阈值函数的缺陷,应用改进小波阈值函数对高频IMF分量进行降噪处理,然后同其余的IMF分量进行信号重构,完成降噪过程。对仿真信号和采集的机械密封声发射信号的降噪结果,证明了该降噪方法的有效性和可行性。     

基于声发射信号的金属铣削过程研究

为了对铣削过程进行状态监测,避免在铣削工作过程中产生突发损伤,从铣削加工中的声发射现象入手,采集整个铣削过程中产生的声发射信号,利用声发射计数进行数据分析,得到铣削过程中不同阶段所对应的声发射计数的变化规律,从而进一步对整个铣削过程的稳定性进行分析研究。结果表明,主轴转速设置在1600 r/min～3200 r/min时,随着主轴转速增大,主轴转速与声发射计数呈正相关关系,随着主轴转速设置的增大,相应的各个时刻所对应的声发射计数值也发生增大,系统越不稳定。声发射计数对主轴转速这一铣削参数的变化非常敏感,能够很好地反映金属铣削过程的稳定性,很好地描述整个铣削过程。在每次铣削试验中,铣削初期阶段,声发射计数值呈阶跃性增大,然后逐渐保持平稳的特征;而当铣削进行到试件中段时,声发射计数继续增大,达到峰值。因此,铣削过程中,铣削的加工试件中间位置时需要重点关注,此时铣削状态最不平稳,最容易发生失效。在实际铣削过程中,重点监控好声发射计数,能避免刀具等加工件发生损伤破坏,提高加工质量及加工效率。     

基于小波的声发射信号参数提取方法

介绍小波分析方法在声发射信号处理中的应用,提出一套基于声发射信号小波分析的小波基选取的规则方法,并通过实验和仿真证明此方法的有效性.     

旋转机械状态监测的声发射技术

前言:对比于以振动做为检测机械故障的方法,应用声发射(Acoustic　Emision——A.E.)于状态监测则既简单又快速。Trevor　Holroyd是英国Holroyd仪器公司的管理主任,他说明了其中的原因。 声发射(AE)是一个包括检测高频构造发生的弹性波或应力波在内的主动技术。自从1960年第一台商品A.E。仪器问世以来,AE技术主要应用于监测工程结构中的缺陷生成。在这种应用中,该项技术的极端灵敏性能使其用于遥远位置的AE传感器,以检测出微裂纹扩展的单一增量。     

机械密封寿命保障系统的开发

机械密封寿命保障系统的开发刘庆龙（化学工业部化工机械研究院兰州７３００６０）机械密封在应用过程中，往往遇到许多不同的工况条件，有时甚至还比较苛刻。例如，流体温度过高，被密封的介质易于结晶，含有泥沙、悬浮性颗粒，被密封的介质为易挥发性、易燃、易爆，有害...     

基于声发射信号的铣削加工表面粗糙度预测技术研究

使用声发射技术对铣削过程进行监测,通过对声发射信号进行频域分析,比较不同频段的能量比来在线预测加工后的表面粗糙度.     

基于声发射和ICA信号处理的轧机齿轮箱故障诊断

轧机齿轮箱传动系统是轧机系统的重要组成部分,也是较易出现机械故障的部分。轧机齿轮箱出现故障后其异常振动会严重影响轧制过程的稳定性,造成轧辊轴承损坏、轧件质量变差等不良后果。通过声发射监测技术实现振动信号的采集,并结合基于EMD的ICA信号处理方法,得出发现和诊断轧机齿轮箱各类故障的有效方法。通过对某钢厂轧机齿轮箱实测信号的分析验证了此方法的可靠性。该方法的应用极大提高了轧机系统在轧制过程中的稳定性,为实现精密轧制提供了帮助。     

基于信息熵的滚动轴承声发射信号故障诊断

利用声发射信号进行低速滚动轴承故障检测.在状态特征提取的基础上,从信息融合的思想出发,建立一种基于时域的奇异谱熵、频域的功率谱熵、时-频域的小波能谱熵和空间特征谱熵的故障诊断方法,并作为综合评价滚动轴承运行状态的定量特征指标.     

机械密封的新思想—可控机械密封

一、机械密封的概述 机械密封自本世纪初问世至今,已在各类旋转机械中得到了广泛应用。 通常,机械密封可分为接触式和非接触式两大类。接触式机械密封是在密封面间没有建立润滑手段的密封,它们是依靠密封面间的微凸体接触紧密地密封住,因而有时可以认为是“平面”密封或“平行面”密封。普通机械密封大多数属于这种型式密封,广泛地应用于各种工业设备中,该种密封在运转中常常表现为混合摩擦状态,个别表现为边界摩擦状态。非接触式机械密封也就是全流体润滑密封。这种型式密封的端面间被润滑剂(液体或气体)完全分隔开来,并且流体润滑膜是连续的。 在几乎每一种动力密封的设计中,最重要的问题是在获得低泄漏的同时,如何降低密封端面间的摩擦、磨损。泄漏量是最重要的密封性能参数,它在很大程度上取决于密封端面间的间隙或膜厚h。在普通机械密封中,膜厚是由浮动(或挠性)密封环的位置决定的,而浮动环的位置又是由作用在其上的两个相反力所决定。一个就是作用在环背部的闭合力,它是由作用在环背部的被密封系统的压力和弹性元件(如弹簧、波纹管或隔膜等)的弹力产生的。