基于多重分形的转子故障信号特征研究

针对转子振动信号非线性较强的特性,将多重分形理论引入到转子振动故障信号的特征提取与识别当中,系统介绍了小波变换模极大值求取多重分形谱及其参数的方法,且对该方法进行了改进,消除了振动噪声信号对多重分形计算过程的干扰,提高了计算结果的准确度;同时,提出了广义维数偏差因子的概念。通过试验证明,将多重分形谱参数与广义维数偏差因子相结合,可以实现转子正常振动信号、不对中故障振动信号以及不平衡故障振动信号的分离。研究内容为旋转机械转子部件的状态监测与故障诊断提供了一种新的方法。     

基于共振稀疏反褶分析的顶驱齿轮箱故障诊断

顶驱齿轮箱的检测信号中包含齿轮和轴承的复合特征,具有调幅调频特性,且振动信号多级传递。采用共振稀疏分解法在拟合信号时,对于混合着齿轮振动信号的低共振分量分析能力较差。为此,提出了基于共振稀疏反褶分析的故障信号诊断方法,并引入最小熵反褶积理论。首先对所采集的齿轮箱信号进行时频域分析;然后对得到的信号进行共振稀疏分解,得到信号的高共振分量和低共振分量,并做包络分析,得到齿轮的故障特征频率;最后利用最小熵反褶积变换对低共振分量进行处理,使得低共振分量中的齿轮信号与轴承信号分离开来。分析结果表明:通过对高、低共振分量信号进行包络分析,在高共振分量的包络谱中有效地提取出了齿轮故障特征频率,提高了齿轮故障诊断的准确性。利用最小熵反褶积优化低共振分量信号后,有效地加强了齿轮箱轴承工作过程中的冲击信号,排除了信号分解后齿轮高共振分量混入低共振分量中而导致的干扰,解决了传统诊断方法只能拟合高共振分量信号的问题。所得结论可为顶驱齿轮箱故障诊断方法的进一步发展提供参考。     

齿轮箱复合故障诊断方法及其应用研究

在实际工程中,齿轮箱故障往往以复合故障的形式出现,不同故障的信号相互耦合,彼此干扰,难以进行准确诊断。采用变分模态分解(VMD)和最大相关峭度解卷积(MCKD)相结合的齿轮箱复合故障诊断方法,首先对齿轮箱复合故障进行变分模态分解,并根据互相关准则滤除噪声干扰;然后选取最佳的解卷积周期和滤波器长度,对降噪信号进行MCKD滤波,分离故障特征;最后将该方法应用于齿轮箱,实现其复合故障诊断。通过某油田作业区的现场应用,轴承和齿轮的故障特征频率凸显,证明了该方法的有效性。     

变载荷齿轮箱状态监测技术研究

目前关于齿轮箱故障诊断的研究成果大都集中在固定载荷工况的齿轮箱故障诊断,与实际生产中的齿轮使用情况大相径庭。为此,借鉴齿轮变工况研究思路,针对齿轮箱在变工况下的信号特征,提出变载荷工况下的齿轮箱断齿故障诊断和状态监测技术思路。利用奇异值分解降噪对齿轮箱振动信号进行预处理,选择啮合齿轮的倍频及其边频为特定频段,以无量纲的脉冲指标和裕度指标作为评价指标,得到齿轮健康状态参数,实现了对齿轮箱的状态监测。最后利用模拟齿轮故障试验台取得了2种转速变负载条件下的故障和正常的振动信号,对齿轮故障诊断和状态监测方法进行了验证。     

频谱分析法在齿轮故障诊断中的应用

齿轮故障是齿轮箱故障的主要形式,因此对齿轮运行状态的判断分析对于降低齿轮箱故障率、预防突发性事故有着重要意义。文章主要介绍了频谱分析法在齿轮箱齿轮故障诊断中的应用,对常见齿轮故障的频谱特征进行了归纳表述,并结合应用实例对齿轮箱断齿故障进行了分析诊断。结果表明,频谱分析法能准确判断齿轮故障位置及故障的严重程度,可帮助检修人员结合实际的运行状态采取最佳的维修策略,为齿轮故障诊断提供有效途径。     

基于谱熵及分形理论的压缩机气阀故障诊断

压缩机组振源较多,振动信号背景噪声强烈、干扰大,通过检测振动信号细微特征变化识别故障征兆异常困难。为此,从系统特性的角度出发,选择信息熵及分形维数作为特征参数,提取气阀无故障、轻微漏气与严重漏气3种典型故障信号特征,采用聚类分析方法来判断气阀故障。应用表明,较之传统的诊断方法,基于谱熵及分形理论的诊断方法具有故障特征提取工作量小、容错性强、准确率高的特点。     

低速重载齿轮故障的振动分析与安全校核

运用振动监测进行故障诊断与分析,在多轴式齿轮传动、啮合频率较多且相差较大的情况下,判断出低速重载齿轮的故障,并通过对啮合频率的分析,得出了如何判断齿轮严重断齿数目的方法;同时,通过对齿轮箱工作安全系数的计算进行了承载能力的校核,提出了低速重载齿轮故障诊断和齿轮箱选型的建议。     

频谱分析法在齿轮箱故障诊断中的应用

结合催化主风机齿轮箱故障诊断的实例,阐述了频谱分析法在诊断齿轮故障中的实际应用。     

通过一起案例看边带频与啮合频率之间的关系

通过一起单级锥齿轮箱的故障现象,说明齿轮边带频与啮合频率之间的重要关系。     

双螺杆泵故障原因分析及改进措施

对双螺杆泵在输送原料中出现的机械密封频繁泄漏、轴承损坏、同步齿轮崩齿、齿轮箱油温高等故障进行了分析,并实施了改变密封结构、更换轴承型号、改变同步齿轮材质、增加后端齿轮箱风冷却等措施,取得了可观的改造效果。     

螺杆泵驱动装置故障智能诊断方法

螺杆泵地面驱动装置受力复杂,振源众多,常规的振动测试对于故障的定位与诊断精确度不高。为此,开展了智能诊断方法研究。通过测点选择,采集振动信号,建立故障模式库,对各类故障的综合值进行评定,能够诊断出螺杆泵驱动装置的常见故障,正确率达87%。以大庆油田杏2-2丙16井驱动装置为例,诊断出了电机轴承和驱动装置齿轮磨损的故障,表明该方法具有较高的实用性。     

基于RBF网络的抽油机减速器故障诊断

针对振动频谱复杂、受频率分辨率限制,使得传统振动频谱法诊断正确率不高等问题,提出用径向基函数(RBF)神经网络来进行抽油机减速器故障诊断。介绍了径向基函数神经网络的结构、算法以及实现;通过对减速器振动时域信号及其频谱进行分析,总结归纳出具有典型特征的诊断样本,组织构造相应的神经网络。分析研究结果表明,RBF神经网络易于实现减速器故障的自动诊断,并能提高故障诊断的准确性。     

大型挤压机组综合故障的振动测试与诊断

550 kt/a石化聚丙烯装置大型挤压造粒机减速箱在更换输入轴之后,在高速档位运行时,电机振动较大,不能满足生产的工艺需求。为了解决振动大而制定了对挤压机组电机和齿轮箱的振动测试方案,并进行了振动测试,根据测试数据和图谱分析成功诊断出该机组存在齿轮箱不对中、电机同心度偏心、电机动静件摩擦等综合故障,并分析诊断出齿轮箱离合器不对中为故障根源。     

协整理论应用于非平稳FCCU系统的状态监测与故障诊断

 笔者在国内外首次提出了将经济学领域中的协整理论应用于非平稳工业过程系统的状态监测与故障诊断。首先简要介绍了协整理论，并基于流化催化裂化装置（FCCU）的仿真数据建立了非平稳变量组的协整模型，验证了这些变量在正常状态下满足协整关系。模拟FCCU系统的两种故障模式用来验证协整模型的非正常状态监测能力，还引入降阶协整模型故障隔离法，锁定了破坏协整关系的变量。应用结果表明，协整理论在工程系统状态监测与故障诊断领域具有潜在的重要应用价值。     

基于贝叶斯网络的M型跨接管故障诊断方法研究

M型水下跨接管工作环境复杂,容易失效,且缺乏诊断数据,难以进行有效的故障诊断。提出了一种基于贝叶斯网络的M型跨接管故障诊断方法,并开发了一套M型水下跨接管故障诊断试验系统。该试验系统包含加载系统和数据采集系统,实现了对跨接管工作环境的模拟和故障数据的采集。利用ANSYS编写程序仿真,与试验情况进行对比。在此基础上,建立M型跨接管贝叶斯故障诊断网络,完成了对跨接管的诊断试验,效果良好。     

双圆弧齿轮传动的温度场和热变形分析

重载高速运转的双圆弧齿轮传动,由于摩擦生成热量很大,不仅影响到传动系统(齿轮箱)的整体温度场,而且其本身因齿面或滚动体接触处的高温导致过大热变形,引起附加热应力,严重影响双圆弧齿轮传动的性能、工作可靠性及其使用寿命。为此,结合齿轮传动的传热学、摩擦学及啮合原理,建立了齿轮箱三维热分析有限元模型,计算了不同对流换热系数条件下处于热平衡状态的齿轮箱本体温度和摩擦副零件热变形,分析了稳态温度场和热变形的变化规律。计算结果表明,对于三维几何体的计算对象,采用有限元法求解温度分布、热应力、热变形等问题,比较精确、方便,更接近实际工况。     

CANRIG顶驱外部故障报警的分析

CANRIG 1150E-500是加拿大生产的直流电驱动顶驱,无快速接头,通过接线盒端子连接,电缆接头在安装过程中需要单根逐一连接。所有的外部故障通过PLC进入整流器后,仅显示为两个外部故障报警消息,故障判断困难。介绍了顶驱直流电控系统外部故障报警的基本原理,并推荐按顶驱外部故障、供电与操作以及线路等方面进行外部故障检查,可缩短外部故障的诊断时间。采用文中方法进行指导维修,使维修人员快速熟悉外部故障报警消息的产生原理,有的放矢进行外部故障诊断,同样对其它顶驱电控系统的维修也具有一定的指导作用。     

永磁复合电机直驱游梁式抽油机的应用

为了实现低速大转矩运行,传统游梁式抽油机一般由原动机（通常为感应电机）经过皮带和齿轮箱减速驱动。各驱动环节的额定效率较高,但是抽油机在运行过程中的负载变化幅度较大,平均负载率较低,造成驱动系统的平均效率较低。同时,皮带和齿轮箱润滑油属于消耗品,需要定期更换,还存在一定的安全和环境污染隐患。随着设备运行时间的延长,高速旋转的感应电机、磨损老化的皮带和齿轮箱均会发出较大的噪音。基于上述原因,研制了基于同心式磁性齿轮原理的永磁复合电机,该永磁复合电机具有高效高转矩密度的特点,取代抽油机原有的传动系统,直接驱动游梁式抽油机曲柄旋转。现场实际应用表明,该型抽油机在大庆油田、中原油田和辽河油田取得了较满意的效果。     

KZ-28可控震源变速箱保护系统设计

KZ-28可控震源前后桥两个变速箱的换档是通过驾驶室面板上的换挡控制阀来实现的，但由于变速箱内啮合角度的偏差，起步驱动时会造成变速箱损坏，根据实践经验，在两个变速箱上安装保护系统，当驱动马达在启动时慢速转动，从而使两个变速箱都啮合到切换的档位而免于受损。