基于深度残差网络的采煤机摇臂齿轮故障诊断

针对传统的采煤机摇臂齿轮故障诊断方法不能自主提取特征,导致齿轮故障诊断精度和效率不佳等问题,构建了基于深度残差网络(ResNet)的采煤机摇臂齿轮故障诊断模型。通过预激活残差单元模块降低模型的复杂度,使模型收敛速度更快;通过对振动信号进行数据重组,优化数据输入方式,提高模型对采煤机摇臂齿轮故障的识别能力。在采煤机摇臂加载实验台上进行模型验证实验,采集摇臂直齿轮正常、磨损、断裂、点蚀和裂纹5种状态下的振动信号,得出其特征具有明显差异;对测试集的混淆矩阵进行可视化分析,验证了ResNet模型能够很好地实现采煤机摇臂齿轮故障分类;与DNN模型和LeNet-5模型对比结果表明,ResNet模型具有更高的故障诊断精度和效率,综合识别率和F-score分别达到99.19%和99.05%;采用t-SNE技术对ResNet模型的最大池化层、预激活残差单元模块和全连接层输出的高维特征进行降维和可视化,验证了ResNet模型具有较强的特征提取能力。     

基于振动模型的直升机行星齿轮故障分析与仿真研究

针对直升机主减速器进行基于振动信号的故障诊断试验需要高昂费用的问题,以直升机主减速器的行星齿轮系统为例,对理想条件下McFadden建立的模型进行分析与改进,推导了振动信号的时间延迟模型,从而确定了系统运行时边频的相位变化。分析了行星齿轮系统振动信号的产生与变化规律,建立了故障状态的振动信号模型,并对其进行仿真。通过振动信号的仿真比较,为行星齿轮系统的故障监测与诊断提供借鉴。     

中厚煤层MG900/2400-WD采煤机摇臂壳体力学分析

为进一步探究采煤机摇臂的可能优化路径,从摇臂壳体优化设计的角度着手,以面向中厚煤层开采的MG900/2400-WD型采煤机作为研究对象展开研究。首先结合实际需要,明确该摇臂壳体的设计要求,并从材料、热处理工艺与铸造方面进行摇臂壳体的初步设计;而后基于铸造完成的模型,应用ANSYS有限元分析工具分析该摇臂壳体的力学性能。结果显示,该摇臂壳体在应力和应变2个方面的指标上均符合预期要求,证明本次设计工作取得了初步成功,该摇臂壳体也具有潜在的应用价值。     

基于振动特性分析的采煤机煤岩识别控制系统

针对采煤机截割过程中的煤岩识别及滚筒自动调高控制问题,提出并设计了一种基于振动特性分析的采煤机煤岩识别控制系统。该系统采用传感器检测采煤机滚筒在截割煤岩过程中3个方向的振动信号,采用PLC进行振动信号的分析和处理,得到采煤机滚筒在截割煤岩过程中的振动特性规律,由此建立采煤机滚筒调高控制规则表,并通过反馈信号偏差在线查表和控制信号输出的闭环控制方法实现采煤机滚筒的自动调高控制。相似模拟截割试验结果表明,该系统能够较好地实现煤岩界面识别和滚筒自动调高控制,具有良好的动态性能。     

基于ANSYS和MSC Adams协同仿真的薄煤层采煤机摇臂壳体疲劳分析

为延长采煤机的使用寿命,以针对含硫化铁矿结核体薄煤层的某型采煤机摇臂壳体为研究对象,利用Matlab生成螺旋滚筒的瞬时负载文件,建立基于MSC Adams的采煤机截割部刚柔耦合有限元模型.应用ANSYS与MSC Adams之间的双向接口,实现柔性体对机械系统动力学行为影响的系统仿真,仿真精度得到提高.通过MSC Adams输出ANSYS所需要的载荷文件,对摇臂壳体进行瞬态动力学分析,并应用MSC Fatigue对其进行疲劳分析,发现该采煤机摇臂壳体的薄弱部位.该方法在产品开发的早期就能对摇臂壳体的疲劳特性有所认识,为采煤机设计提供新思路.     

齿轮传动链误差微机频谱分析

利用计算机技术,从累积误差曲线中观察系统的传动情况,并分析出各环节的误差,振动及噪声的大小,为生产实践和理论研究提供科学依据。     

J71A型薄煤层大功率采煤机摇臂模态分析与优化

本文以J71A型薄煤层大功率采煤机摇臂为例,首先,基于ADAMS程序构建刚-柔混合模型,开展采煤机摇臂模态分析,确认采煤机摇臂在不同阶数下的固有频率,其次,基于模态分析结果提出优化方案,开展优化前后静力对比分析,初步检验优化方案的有效性,最后将优化方案应用于工程实践,进一步检验优化方案的实施。     

电机振动的频谱分析

详细介绍了电机振动数据采集系统的构成,实验中采用将电机加速到不同转速,突然切断电源,采集电机急停数据,然后利用NI公司的LabVIEW对电机平稳运行和急停振动数据进行频谱分析,在频率上分析引起电机振动的机械原因和电磁原因,对比总结出电机的振动特征.     

采煤机截割部齿轮故障预测模型的设计及试验

井下采煤机结构复杂、工况环境差,容易出现各类故障,且处置难度较大。针对MG1000/2500-WD型采煤机截割部齿轮故障诊断需求,结合卷积神经网络（CNN）的故障特征提取原理,汾西矿业集团设备修造厂设计了深度卷积神经网络（DCNN）故障预测模型,并实施了数据训练及模型测试。结果表明,预测模型的故障甄别准确率达到98.17%,故障训练值与标准值的准确率达到99.13%。     

基于重力加速度的采煤机摇臂摆角检测装置

针对基于转角位移检测原理的采煤机摇臂摆角检测装置安装精度要求高、校准复杂等问题,设计了基于重力加速度的采煤机摇臂摆角检测装置。该装置利用SCA830倾角检测计来获取装置绝对倾角,再根据机身倾角和装置在摇臂上的安装位置计算出摇臂实际摆角。实验结果表明,该装置安装、校准方便,检测结果较准确,而且反映迅速、实时性较好。     

基于改进EEMD和HMM的采煤机摇臂轴承故障诊断

提出一种基于改进集成经验模态分解与隐马尔科夫模型的采煤机摇臂轴承故障诊断方法,利用基于极值点对称延拓和余弦窗函数的改进方法,减少端点效应对分解结果的影响,从而提高了信号分解的精度;然后提取每层本征模态函数的能量熵作为隐马尔科夫模型的输入特征向量,进行故障模式识别。实验结果表明,该方法对轴承故障类型的识别率达90%以上,实现了采煤机摇臂轴承故障的准确诊断。     

采煤机噪声与振动特性研究

为研究复杂煤层赋存条件下采煤机噪声与振动特性,对采煤机振动与噪声源进行了分析,发现采煤机工作时的噪声是由不同性质的噪声形式相互耦合形成的,截齿在截割过程中受到的非线性瞬时冲击载荷造成的振动是采煤机产生噪声的主要根源,改善采煤机工作过程中的设备振动可有效降低工作面的噪声级。利用协同仿真技术建立了采煤机截割部的虚拟样机并对其进行了动力学仿真分析,得到了关键零部件的振动及其变形状况:壳体伸出端与调高耳部振动较为剧烈,严重影响了传动系统和调高系统的稳定性;行星架存在着严重的扭曲变形及剧烈的振动,降低了支撑轴承的寿命。为降低采煤机工作过程中的振动,根据仿真结果对壳体结构进行了局部优化设计,优化后的壳体振动明显减弱,力学性能得到了显著提高,可有效改善采煤机的振动特性,降低工作面的噪声级,使采煤机有效平稳运行。     

基于内聚力模型的界面破坏分析

界面破坏是材料与结构失效的常见形式,准确分析模拟界面损伤演化和最终破坏对评估材料乃至结构性能至关重要.在简要介绍内聚力模型的基础上,用Abaqus中的内聚力单元分别对均质材料和非均质材料界面破坏过程进行模拟,数值结果与理论结果吻合良好,表明内聚力单元适用于材料界面破坏分析.     

含间隙齿轮碰振系统的全局动力学分析

为研究含间隙齿轮碰振系统的全局及周期运动的稳定性及分岔条件,建立了齿轮副主动轮的单自由度非线性动力学模型.运用非光滑系统Melnikov理论研究齿轮系统异宿轨道全局分岔条件,然后,求得各分段系统的通解,再将每个切换面作为Poincaré截面,运用组合映射的方法分析系统的周期运动特性.最后通过数值模拟,得到不同参数条件下系统的运动状态和分岔特性,验证了Melnikov方法分析齿轮非光滑系统的有效性.     

一种基于失效传播模型的危害分析方法

嵌入式实时系统越来越多地应用于交通、航空、核能等安全关键环境。尽管系统设计可能没有任何缺陷,但由于物理组件的磨损或环境的突变而导致的随机故障在运行时仍可能导致系统发生危险。目前基于失效传播模型的危害分析方法要么仅考虑失效传播时间,要么仅考虑失效概率,缺少综合分析失效传播时间及失效概率对危害分析的影响。时间失效传播图TFPGs模型用于建模安全关键系统设计阶段中失效传播过程,该模型包含失效传播时延建模。考虑到失效传播路径的不确定对危害发生的概率影响,提出了一种危害分析方法,用概率 时间失效传播图P-TFPGs模型建模失效传播过程,并基于该模型设计了一种分析 危害发生时间与发生概率之间关系的方法;最后,给出了一个案例来说明方法的可行性。     

基于耳蜗模型的舰船噪声谱分析

为提取舰船噪声听觉特征,应用被动长波模型对舰船噪声进行了分析,得到噪声信号的二维时空分布。给出了4种一维特征,它们能够分别从不同侧面反映舰船噪声时频幅特征,同时简化了特征的描述方式。大量实验表明：基于听觉模型特征分析结果,较全面地反映了舰船噪声的听觉特征,为被动声纳目标识别提供了新的特征分析方法。     

基于两种齿轮碰撞振动的实验和数值分析

基于两种齿轮碰撞模型进行数值和实验的研究比较:(1)含啮合间隙的刚性碰撞齿轮系统,假设轮齿间的碰撞在瞬间完成,边界为刚性；(2)含弹性约束和啮合间隙的弹性碰撞齿轮系统,空隙范围内部齿轮自由运动,边界为弹性,用无质量弹簧-阻尼器描述文中主要通过实验研究对两种齿轮接触模型的动力学响应进行分析比较:首先用实验结果验证数值仿真...     

基于LuGre摩擦模型的轮胎自振系统数值分析

为用多边形磨损理论研究汽车轮胎磨损,针对最简化的单自由度胎面-路面非线性系统,单独分析胎面侧向自激振动特性与车速的关系. 将LuGre摩擦模型引入胎面-路面单自由度振动系统,模拟轮胎与路面的实际摩擦情况. 利用Matlab仿真胎面在不同车速条件下的振动情况. 结果表明在一定的系统参数设置下,胎面在轮胎宽度方向上能产生硬自激,且车速范围与已知情况基本吻合,从而证明该理论模型正确.     

CF卡在采煤机振动检测中的应用

本设计给出大容量闪存卡CF及文件系统在采煤机振动检测中的应用.介绍了CF卡的基本结构和工作原理,实现了系统软硬件的设计.采用CF卡做媒介,将检测到的大量数据按FAT16格式记录并存入CF卡,为后续采煤机故障诊断及改进设计打下了基础.