针对轴承早期微弱故障的预测问题,提出将样本熵和变分模态分解法结合的方法。首先计算主轴轴承振动信号的样本熵值,构成轴承健康状态时间序列;其次K从2~10分别取值,对轴承健康状态时间序列进行变分模态分解,得到不同的IMF分量,分别将不同K值分解下低频分量作为轴承振动信号的趋势项;最后根据互相关性、峭度、方差准则,找到最优的轴承振动信号的趋势项,并与已有指标对比。实例验证将样本熵和变分模态分解法结合,提取轴承振动信号的趋势项,能够更早地预测出轴承早期微弱故障。

针对滚动轴承早期故障特征微弱,在强噪声下难以识别的问题,提出了一种基于软阈值归一化奇异值占比(SNSR-SVD)为准则的奇异值分解重构的方法。这种方法能够兼顾轴承早期故障特征的周期性和非平稳性,在重构信号中引入更多故障特征的细节信息。并且为了能够更好的提取轴承的冲击信号,将使用本方法重构后的信号通过以最大谱峭度法优化最优频率与带宽的滤波器,最后对滤波后的信号进行包络解调分析。通过与其他方法进行仿真与实验的对比验证,证明本方法的优越性。

为了获得机械结构的精确模型,采用以逆响应面的有限元模型修正理论为基础的方法。逆响应面法直接拟合出设计参数(密度、弹性模量等)关于特征参数(固有频率等)的显式表达式,以特征参数目标值带入逆响应面函数得到修正后的设计参数值,相较于响应面法,无需迭代寻优,减少计算工作量。以齿轮轴和磨机传动轴为例,实现了以逆响应面法为基础的有限元模型修正,并计算修正前后模态频率误差,结果显示逆响应面法模型修正效果较优于响应面法,进而验证了逆响应面法在机械结构动力学特性分析中的有效性。

为了精准预测滚动轴承的剩余使用寿命,提出一种基于VMD和ELM_AdaBoost的滚动轴承剩余寿命预测方法。该方法首先利用变分模态分解对滚动轴承全寿命振动信号进行分解,得到多个模态分量,并提取各模态分量的奇异值作为滚动轴承故障特征信息。然后利用主成分分析(PCA)进行特征信息融合,建立滚动轴承性能退化评价指标。最后将经PCA融合后奇异值代入到ELM_AdaBoost预测模型中,训练ELM_AdaBoost预测模型,对滚动轴承进行退化趋势和剩余寿命预测。仿真实验结果表明,该方法具有更高的预测精度,其预测效果优于ELM预测模型及基于EMD和ELM_AdaBoost预测模型,能够更好对滚动轴承的剩余寿命进行预测。

针对小样本条件下的轴承寿命预测问题,提出一种基于多子种群混沌自适应果蝇算法的多变量相空间重构-多核支持向量回归轴承剩余寿命预测综合优化方法。对多个特征向量进行相空间重构从而更加完整地还原轴承退化特性;利用不同的SVR核函数进行排列组合得到一个组合多核函数,从而将多核函数的构造问题转换为权值系数的优化问题;将延迟时间、嵌入维数、SVR参数以及多核函数权值作为整体参数向量,利用多子种群混沌自适应果蝇算法对训练数据预测精度的适应度函数进行优化,从而得到最优的预测模型参数。最后将得到的预测模型对轴承剩余寿命进行预测,结果证明了提出方法能够有效提升小样本条件下的轴承剩余寿命预测精度。

为了提升传统迁移学习故障诊断中信息挖掘深度,实现不同机器间的迁移学习,提出了一种基于特征的迁移神经网络轴承智能故障诊断方法。首先利用一个域共享的卷积神经网络同时从BLMS和BRMS中提取原始振动数据的可传递特征。然后,提出了多层域自适应和伪标记学习的正则化项,对神经网络的参数施加约束,以减小学习的可迁移特征的分布差异和类间距离。利用实验室采集的电机轴承和齿轮箱轴承的数据,识别出实际情况下机车轴承的健康状态。结果表明,该方法能够有效地学习可传递特征,弥补BLMS和BRMS数据之间的差异,验证了该方法的有效性。

调速型液力偶合器越来越广泛的应用于电力、水泥、石化、煤化工等领域,它具有无级变速、抗冲击、稳定性高等特点。本文概述了液力偶合器的应用领域并针对常见故障作出分析。

针对轴承外圈侧面缺陷的在线检测要求及传统人工检测方法的不足,提出了一种基于差影法的轴承外圈侧面缺陷检测的新方法。该方法通过对轴承外圈侧面图像进行处理与分析,快速、准确地实现了轴承外圈侧面缺陷的识别。首先,使用CCD数字摄像机作为图像传感器进行图像采集;然后,对图像进行滤波去噪、图像分割、边缘检测处理,以对轴承外圈侧面进行快速定位;最后,采用差影法进行缺陷检测,并采用8-连通域法对缺陷进行标记。实验表明,该系统运行稳定,实时性好,抗噪能力强,运算速度快,并可有效检测出轴承外圈侧面缺陷。

针对目前国内对轴承外观在线检测系统的要求和传统人工检测方法的不足,设计一套基于TMS320DM642的轴承外观缺陷在线检测系统。该系统硬件平台主要包括视频编解码模块、存储器模块、可编程逻辑控制器CPLD模块及核心DSP芯片;软件设计包括轴承图像采集、图像预处理、图像定位与剪裁、差影处理、形态学运算及缺陷标记识别等。实验结果表明,该系统稳定、识别率高、实时性好且可满足轴承外观缺陷的在线实时检测。

本文探讨了几种常用圆锥动静压轴承的优化设计方法的可行性及应用范围。