高线轧机齿轮箱故障诊断案例库的设计与应用

以高速线材轧机齿轮箱故障诊断系统为应用背景,探讨了基于案例的推理方法,研究了构建齿轮箱故障诊断系统的关键技术,最终制订出相应的设计方案。依据故障的特征属性和内容将齿轮箱故障案例按照不同轧机和架次分类,从而将整个案例库划分成了多个代表不同齿轮箱的案例集。在案例检索中,通过加权平均算法找到相应案例库中与目标案例最相似的案例,实现了对高速线材轧机齿轮箱故障的智能诊断。     

激光强化改善半钢材料耐磨性的实验研究

激光强化技术是有效改变金属材料耐磨性的一种手段,对于半钢材质来说,只要选择的加工工艺参数合理,就可以获得理想的淬硬层组织。硬度测量结果表明:其耐磨性将大幅提高,这一点通过试样的磨损试验最终得以证实。     

金属磁记忆在齿轮早期微裂纹检测中的应用

依据金属磁记忆检测的基本原理,提出关于齿轮早期局部微裂纹缺陷的漏磁信号模型,指出在裂纹区域,漏磁场的切向分量具有峰值,而法向分量过零、其梯度具有峰值,分析了裂纹深度对上述特征的影响,并将上述理论应用于实际齿轮表面微裂纹检测,显微分析的结果论证了磁记忆检测的有效性。     

基于小波消噪技术的轧机轴承早期故障诊断

由于背景噪声的影响,滚动轴承的冲击故障只有发展到一定程度后,才会在频域中体现明显的倍频特征.因此,直接采用频谱分析无法实现早期故障的特征提取.利用小波变换的“带通滤波”特性,可以将信号按照特定的频段进行分解,分解信号的单支重构可以将噪声与可用信号进行成功分离;采用预先设定的阈值对高频分解系数处理后进行全局重构同样可以达到消噪的目的.针对现场采集的轧机轴承振动信号,采用多种方式消嗓后的信号处理结果表明,含有故障特征的低频信息被成功提取,从消噪信号的频谱图中可以及早辨识故障轴承的特征频率,实现早期故障的精确定位.     

基于不变矩的Duffing相位图的自动识别

提出一种基于Hu氏不变矩定量识别相位图改变的新方法.该方法利用混沌振子对微弱周期信号的敏感性,可以直接检测低频段内滚动轴承微弱的故障特征频率.同时以Hu氏不变矩作为指标,从二维角度量化振子的相变规律,直接检测滚动轴承微弱的故障特征频率,从而提高故障诊断的自动化水平.对滚动轴承内圈故障的诊断实例验证了该方法的有效性.     

齿轮振动中调频信号的解调方法及仿真计算

齿轮发生裂纹故障时其振动信号会产生调制现象，包括幅值调制和频率（相位）调制两部分。目前调幅信号的解调分析已经比较成熟，但对于调频信号的解调方法研究还不够完善。全面系统介绍了近年来处理调频信号中最常用的希尔伯特相位解调和循环平稳解调两种方法，并通过仿真指出了这两种方法各自的优缺点和局限性。     

改进MBCV法在滚动轴承故障诊断中的应用EI北大核心CSCD

针对传统最大类间方差法(Maximum Between‑Class Variance,MBCV)在分离轴承故障信号过程中存在的分割阈值适应性差、分离效果不佳的问题,提出一种基于MBCV动态阈值曲线的滚动轴承故障诊断方法。该方法通过MBCV法获得频谱均分子区间的各分割阈值,然后高阶拟合各部分阈值进而获得动态阈值曲线,再通过调整优化频谱分段数量并以分离信号与原信号之间的均方根误差最小化为目标确定最优阈值曲线;依据最优动态阈值曲线将信号频谱分割为高、低两部分,对低幅值部分进行傅里叶逆变换及平方包络谱分析进而诊断故障。此方法能有效消除强干扰成分,最大化提取轴承故障特征。实验分析结果表明,相比于传统MBCV法,该方法提取的故障特征更加明显。     

基于信号特征的复合字典多原子匹配算法研究

在经典匹配追踪算法的基础上,提出基于信号特征的复合字典多原子匹配的改进算法,并应用于轴承故障诊断领域。针对滚动轴承损伤性故障振动信号特点,构造高频段冲击时频特征原子库与低频段Fourier特征原子库相结合的复合字典。研究复合字典多原子匹配的稀疏分解及重构算法以用于提取故障特征,并在重构算法中引入阈值降噪原理。滚动轴承故障试验信号和工程信号分析结果证明,在冲击性故障特征提取效果上,基于信号特征的复合字典多原子匹配优于单原子匹配,并且硬阈值降噪处理效果优于无阈值处理效果。     

半钢轧辊表面激光强化裂纹的热力学成因解析

针对半钢材料对激光参数的敏感性,采用有限元仿真与显微检验相结合的方法,研究了强化裂纹与参数选择之间的对应关系,并初步提出了相应的预防策略。     

基于时延相关及小波包系数熵阈值的增强型共振解调方法

针对滚动轴承等旋转机械早期微弱损伤性故障,提出一种基于时延相关及小波包系数熵阈值的增强型共振解调方法,以解决传统共振解调技术中共振带难以确定的问题.该方法对原始故障信号做时延相关预处理,然后进行小波包分解,求出各叶结点系数香农熵,依据熵值谱图,设定有效阈值来取舍叶结点系数,重构信号并做频谱分析,有效确定并提取故障信号共振带,对共振带进行包络解调分析,有效提取出机械设备早期微弱损伤性故障的冲击特征.滚动轴承试验数据分析结果表明该方法的可行性和有效性.