基于自适应多尺度自互补Top-Hat变换的轴承故障增强检测

针对实际工程中滚动轴承冲击性故障特征难以提取的问题,提出一种自适应多尺度自互补Top-Hat(Adaptive multi-scale self-complementary Top-Hat, AMSTH)变换方法用于轴承故障的增强检测。自互补Top-Hat变换在消除信号中背景噪声的同时,能有效增强故障振动信号的冲击特性,而构造的多尺度自互补Top-Hat变换方法,可以较有效地兼顾抗噪性能和信号的细节保持。在分析形态学滤波的基础上,提出采用特征幅值能量比(Feature amplitude energy radio, FAER)的方法自适应确定最优结构元素的尺度,并应用于轴承的故障增强检测。通过对仿真信号和实测轴承滚动体、内圈故障信号进行分析,结果表明该方法可有效增强滚动轴承的故障检测,并且在运算效率和提取效果方面优于基于信噪比标准的多尺度形态学开-闭和闭-开组合变换方法。     

发电机运行状态对定转子径向振动特性的影响分析

分析隐极同步发电机定转子径向振动随发电机运行状态的变化规律。首先通过分析不同运行状态时发电机电磁关系、电枢反应特性,以及正常运行时作用于定子的脉振电磁力特性和作用于转子的不平衡电磁力特性,分别得到定子径向倍频振动和转子径向工频振动在励磁电流一定时随发电机有功功率的变化特征,以及有功功率一定时随励磁电流的变化特征。实测了SDF-9型隐极同步发电机定转子振动信号,与理论分析结果基本吻合。另一方面也揭示基于振动特征诊断发电机故障时,必须考虑发电机的运行参数和运行状态,否则其诊断结果在实际应用中是不完整的。     

基于AIF和TT的滚动轴承复合故障诊断

针对滚动轴承复合故障模式下的微弱特征难以提取的问题,提出了基于自适应迭代滤波（adaptive iterative filtering,简称AIF）和改进的时时变换（time?time transform,简称TT）的滚动轴承复合故障诊断方法。首先,采用AIF将信号分解,得到一系列本征模态分量,并以最大相关峭度作为评价准则,筛选出其中的特征分量,实现滚动轴承复合故障振动信号的特征分离;其次,利用改进的时时变换方法对特征分量进行降噪,增强特征分量的冲击特征;最后,对降噪的特征分量进行包络谱分析,提取故障特征频率,实现滚动轴承故障模式的精确判别。仿真实验和故障诊断实例表明,该方法可以有效提取滚动轴承复合故障模式下的微弱特性信息。     

汽轮发电机组轴系扭振物理模拟及测试分析软件

介绍了5kW动态模拟扭振发电机组轴系结构设汁、轴系扭转固有特性计算和机组轴系扭振测试分析软件包TVAP—M的设计。TVAP—M软件包具有进行扭振信号采集、快速付里叶变换、相关与功率谱分析和频率响应分析等功能。在该模拟机上进行了扭振试验,试验表明:机组轴系扭振物理模型完全达到预想的要求;TVAP—M软件包运行准确可靠。     

转子系统启动过程局部碰摩故障实验研究

通过转子台启动过程实验模拟了局部碰摩故障发生的过程,基于Hilbert-Huang变换（HHT）得到了不同程度局部碰摩故障的时频分布特征,给出了单点碰摩与局部碰摩故障的区分方法。实验分析结果表明,单点局部碰摩故障时频分布特征表现为瞬时频率沿基频的规律性的突变与波动,其强度与碰摩程度有关,并且突变时刻与碰摩发生位置相对应;局部接触碰摩发生时,时频图上基频成分波动变化加剧,出现低频及规律变化的高频成分。基于HHT的时频分布可以在转子系统发生局部碰摩早期发现故障,与传统的频谱分析相比,能更准确地反映碰摩故障的特征。     

转子动静碰摩故障仿真与试验研究

针对转子碰摩的特点，建立了以刚度为分段线性的Jeffcott转子模型，并对此模型进行了仿真计算，结果表明：转速低于临界转速时系统存在高阶倍频成分；转速超过一阶临界转速后系统中出现分频振动成分；当转速接近临界转速的整数倍时，该转速频率的幅值显著增大。按照转子碰摩模型，建立了转子碰摩故障试验系统，进行了转子碰摩故障模拟试验，采集了比较有代表性的碰摩样本数据，并得到每个状态下的频谱图和轴心轨迹图。试验分析与基于碰摩力模型的仿真分析结果一致，此研究对及时准确地诊断和预报旋转机械转子早期动静碰摩故障具有非常重要的意义。     

HILBERT-HUANG变换端点效应处理新方法

HIBERT-HUANG变换(HHT)实现过程中,对信号进行经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)和对分解得到的各个本征模函数(Intrinsic mode function,IMF)进行HILBERT变换时都会产生端点效应.对此问题,采用波形特征匹配延拓数据,提高经验模态分解精度,有效地抑制HILBERT变换中的端点效应,获得准确的HILBERT时频谱.所延拓数据兼顾原始信号中的极值点及非极值点的波形数据,使延拓数据特征与原信号一致,在HHT变换实现过程中仅需一次延拓,算法简单.仿真计算和转子系统故障试验分析结果表明,所用方法可以有效解决HHT变换的端点效应问题.     

发电机气隙静态偏心对电磁转矩的影响

针对发电机气隙静态偏心前后的电磁转矩特征进行了理论分析、仿真计算和动模实验验证。首先,对发电机气隙静态偏心前后的电磁转矩进行了理论推导,得到了两种运行状态下电磁转矩的具体表达式;然后,分别应用Matlab和有限元软件Ansoft针对实验室MJF-30-6型动模机组的具体参数进行了数值计算和建模仿真,并将所得结果与实验数据进行了对比,三者基本吻合。分析表明:气隙静偏心将引发电磁转矩产生二倍频波动,同时将使电磁转矩的平均值有所增大,但鉴于气隙偏心的数值较小,其增幅很小;随着静偏心程度的加剧,电磁转矩的二倍频波动程度将加剧,同时平均值增幅将扩大。本成果可在现有基础上丰富气隙静偏心故障的诊断判据,为该故障的监测与控制提供方便。     

The compact capacitor bank CQ-1.5 employed in magnetically driven isentropic compression and high velocity flyer plate experiments

Based on the low inductance capacitor, the parallel-plate transmission line, and the explosive network closing switch, a compact pulsed power generator CQ-1.5 has been developed at the Institute of Fluid Physics and is capable to deliver a current of peak of 1.5 MA within rise time of 500-570 ns into a 2-3 nH inductive load. The work is motivated to do isentropic compression experiments (ICEs) on metals up to 30-50 GPa and to launch flyer plates at velocities over 8 kms. The experiments were conducted with the diagnostics of both Doppler pin system and velocity interferometer system for any reflectors, and the measured free surface velocity histories of ICE samples were treated with a backward integration code. The results show that the isentropes of Cu and Al samples under 35 GPa are close to their Hugoniots within a deviation of 3%. The LY12 aluminum flyer plates were accelerated to a velocity over 8.96 kms.     

机械设备远程故障诊断系统的发展与实现

远程故障诊断系统是国内外设备诊断的发展方向,在介绍机械设备远程诊断系统的分布控制的基础上,讨论了远程监测诊断系统的组成、网络体系和运行模式.引入CAN总线,实现了远程监测诊断系统的分布控制.该远程监测诊断系统能够沟通管理部门-运行现场-诊断专家-设备制造厂之间的信息,缩短收集故障信息的时间,提高故障诊断的效率,并有利于数据积累和资源共享.