检索结果-内蒙古大学图书馆

电子机械工程 2023年第4期39卷 1-7页

作者：雷亚国何平乔煜庭王鸿博杨彬西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安 710049

旋转矢量(Rotary Vector,RV)减速器广泛应用在工业机器人重载关节处,直接影响着工业机器人的工作精度和稳定性.与一般旋转机械设备不同,工业机器人完成各项工作任务时,关节处RV减速器做往复变转速转动,转速的变化会使特征频率、统计指... 详细信息

旋转矢量(Rotary Vector,RV)减速器广泛应用在工业机器人重载关节处,直接影响着工业机器人的工作精度和稳定性.与一般旋转机械设备不同,工业机器人完成各项工作任务时,关节处RV减速器做往复变转速转动,转速的变化会使特征频率、统计指标等产生时变效应,导致故障信息难以提取,为故障诊断带来挑战.文中结合工业机器人RV减速器的运动特点,提出基于平稳工况数据截取的RV减速器故障诊断方法.首先通过引入压缩范围限制因子获取清晰的时频谱图;然后进行基于快速路径优化的脊线提取,并利用构建的滑动窗峰-峰值和均值指标截取脊线平稳段,获取所需的平稳工况数据;最后通过对平稳工况数据进行包络谱分析实现故障诊断.利用RV减速器往复运动振动数据对提出的诊断方法进行验证.结果表明,该方法可实现对平稳工况数据的准确截取,克服了转速变化的影响,成功提取了故障信息.

关键词：工业机器人旋转矢量减速器故障诊断同步压缩变换脊线提取

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基于运动模式划分的工业机器人健康监测方法

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中北大学学报（自然科学版） 2024年第1期45卷 12-21页

作者：张中伟王传刚韩炎序张超李乃鹏张帅华电莱州发电有限公司山东莱州261441 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710064 华电电力科学研究院有限公司浙江杭州310030

由于工业机器人存在多运动模式耦合的问题,传统的健康监测方案需要在每个关节处单独安装传感器,难以满足实际工业现场需求。本文以6关节工业机器人为研究对象,基于振动信号研究了多运动模式切换场景下工业机器人的健康监测方法。首先,... 详细信息

由于工业机器人存在多运动模式耦合的问题,传统的健康监测方案需要在每个关节处单独安装传感器,难以满足实际工业现场需求。本文以6关节工业机器人为研究对象,基于振动信号研究了多运动模式切换场景下工业机器人的健康监测方法。首先,通过跳变点算法实现机器人运动模式划分,获取不同运动模式对应的信号区间。其次,对不同运动模式的信号分别提取监测指标。最后,基于控制图法实现工业机器人不同关节的健康监测。在工业机器人退化实验数据中验证了本文所提方法,表明本文所提方法能够在仅使用两个振动传感器的条件下实现机器人6个关节的健康状态监测。本文所提运动模式划分算法在对大量历史退化数据进行分析时,所需运行时间更短、单次精度更高且重复性更好。本文提出的方法能够在使用少量传感器的条件下,有效避免运动模式耦合和采样信号的差异可能导致的监测结果误判,使得监测结果更加精准可靠,适用于实际工业现场的工业机器人健康状态监测。

关键词：工业机器人健康监测运动模式划分控制图法

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考虑弹性变形的推力轴承抗冲击特性分析

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振动与冲击 2021年第15期40卷 73-78,89页

作者：周鑫戚社苗刘恒西安交通大学机械工程学院润滑理论及轴承研究所西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对滚动轴承试验机的陪试轴承——推力滑动轴承承受瞬时冲击载荷这一问题,建立了推力轴承-转子系统的动力学模型和简化的轴承座结构变形模型,运用有限元法求解雷诺方程,欧拉积分法求解转轴的轴向动力学方程,ANSYS仿真获得轴承座的结构... 详细信息

针对滚动轴承试验机的陪试轴承——推力滑动轴承承受瞬时冲击载荷这一问题,建立了推力轴承-转子系统的动力学模型和简化的轴承座结构变形模型,运用有限元法求解雷诺方程,欧拉积分法求解转轴的轴向动力学方程,ANSYS仿真获得轴承座的结构变形量,通过联合求解,得到了冲击过程中推力轴承油膜合力、最小油膜厚度和流量随时间的变化情况,对比了考虑和不考虑轴承座结构变形时推力轴承的冲击响应。结果发现:轴承座弹性变形对油膜合力和最小油膜厚度的影响不可忽略。不考虑结构变形时,油膜合力和最小油膜厚度的响应速度快得多,响应时间大约快了22%。弹性变形延缓了响应过程,起到了缓冲作用,并且缩短了达到稳态时所需的时间。考虑和不考虑弹性变形时,油膜合力的最大值和最小油膜厚度的最小值基本相同。分析表明,合适的轴承座结构刚度可以提高推力轴承的抗冲击能力。结构刚度不能小于某个临界值,太小可能造成某一瓦块的最小油膜厚度非常小,难以承受大的瞬时冲击载荷;同时也不能太大,不仅结构复杂,而且起不到缓冲的效果,可能会造成某些连接件过早失效。

关键词：推力轴承抗冲击结构弹性变形响应分析

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基于温度场原理的真空管道真空度测试系统平台设计与实现

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真空科学与技术学报 2022年第10期42卷 726-730页

作者：曹虎银姜浩王强李纪虎曾群锋榆林市特种设备检验检测院榆林719000 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为了满足无预留真空度检测口的液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的测量,本文提出了基于温度场原理的真空度测试方法,设计并实现了基于温度场原理的低温真空管道真空度测试系统平台。该低温真空管道真空测试系统结构简单、成本低廉、... 详细信息

为了满足无预留真空度检测口的液化天然气(LNG)低温真空管道真空度的测量,本文提出了基于温度场原理的真空度测试方法,设计并实现了基于温度场原理的低温真空管道真空度测试系统平台。该低温真空管道真空测试系统结构简单、成本低廉、使用方便,主要包括内管、隔热层、外管、温度传感器和数据采集系统等组件:内管里填充了低温液体,隔热层内层为玻璃纤维纸、外层为铝箔,外管将内管封闭在内且其上有抽真空口以及真空计连接口,温度计测量外管温度,模拟了低温真空管道真空夹层压强对管道保冷性能的影响。主要对真空测试系统中内管道的真空度、外管的温度等相关技术参数进行现场实验验证,实验结果达到了预期的指标要求。

关键词：低温真空真空度测量温度真空系统测试平台

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机械密封热变形仿真及其对润滑性能的影响研究

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机电工程 2025年

作者：尚雪梅冯湛航张可飞王晓鹏曾群峰贾谦西安交通大学城市学院机械工程学院机器人与智能制造陕西省工程研究中心西安工业大学机电工程学院西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室

为了解决机械密封在高温、高压、高速等极端工况下的安全性问题，针对工作在高温环境下的涡轮泵螺旋槽机械密封变形的量化及其影响问题，开展了热变形方面的研究。首先，分析了涡轮泵机械密封的结构和使用工况；然后，建立了润滑性能分... 详细信息

为了解决机械密封在高温、高压、高速等极端工况下的安全性问题，针对工作在高温环境下的涡轮泵螺旋槽机械密封变形的量化及其影响问题，开展了热变形方面的研究。首先，分析了涡轮泵机械密封的结构和使用工况；然后，建立了润滑性能分析模型，并计算了机械密封在工作时动环和静环之间的液膜力；最后，使用有限元仿真的方法获得了机械密封在高温和液膜力作用下的变形量，分析了变形对机械密封润滑性能的影响，并将理论数据与试验数据进行了对比。研究结果表明：液膜力为2 kN时，得到了机械密封动环和静环的变形量，动环最大变形量为8.3 μm，静环最大变形量为0.6 μm；考虑变形后，机械密封的最小润滑膜厚hmin较不考虑变形时的膜厚h要小，而流量Q较不考虑变形时要大；理论计算结果和试验结果更加接近，证明了理论分析的正确性。该研究结果可为高参数机械密封的相关设计及性能仿真研究提供参考。

关键词：涡轮泵非接触式机械密封螺旋槽机械密封 SolidWorks实体建模液膜力计算开启力泄漏量

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多稳态俘能系统的准确磁力建模方法

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力学学报 2021年第11期53卷 2984-2995页

作者：张颖王伟曹军义西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 郑州大学力学与安全工程学院郑州450001

混沌和分岔使得多稳态俘能系统的非线性动力学响应对系统结构参数非常敏感,导致了系统的非线性特性正向设计比较困难.为了定量地表征非线性恢复力与结构参数的关系,提出了一种多稳态俘能系统的准确磁力建模方法.推导了多稳态俘能系统端... 详细信息

混沌和分岔使得多稳态俘能系统的非线性动力学响应对系统结构参数非常敏感,导致了系统的非线性特性正向设计比较困难.为了定量地表征非线性恢复力与结构参数的关系,提出了一种多稳态俘能系统的准确磁力建模方法.推导了多稳态俘能系统端部磁铁和外部磁铁的相对距离和转角位置,并采用磁荷理论建立了多稳态系统的非线性磁力模型.通过搭建实验平台测量了不同结构参数条件下多稳态系统的非线性磁力,并对比了本方法与传统方法和实验测量的结果.结果表明:本方法的磁力计算结果与实验测量值吻合较好,双稳态系统和三稳态系统的磁力峰值误差分别仅为4.3%和6.49%,验证了本方法计算多稳态系统非线性磁力的有效性.此外,基于本方法探究了多稳态系统结构参数对系统势阱的影响机理,获取了多稳态系统的稳态临界位置,研究了双稳态和三稳态系统在不同结构参数下的响应电压规律.参数优化结果表明,双稳态系统在竖直距离为34 mm时,均方电压最大为10.22 V;三稳态系统在竖直距离为28 mm且水平距离为8 mm时,均方电压最大为12.7 V.该研究提出的模型以期为多稳态系统的输出性能优化设计提供借鉴.

关键词：能量俘获多稳态系统非线性动力学磁力建模参数优化

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25Cr3Mo低合金钢在模拟矿井水环境下的腐蚀磨损行为

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热加工工艺 2024年第21期53卷 106-113页

作者：燕超仝哲曾群锋成跃王一钢中北大学先进制造技术山西省重点实验室山西太原030051 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室陕西西安710016 太重煤机有限公司山西太原030051

以25Cr3Mo低合金钢为研究对象,探索酸性、中性及碱性三种模拟矿井水环境下,采煤机滑靴材料25Cr3Mo钢表面的腐蚀磨损损伤行为。通过分析摩擦系数曲线、磨损形貌、元素分布及其化学态,定量计算不同条件下的比磨损率,揭示采煤机滑靴在模拟... 详细信息

以25Cr3Mo低合金钢为研究对象,探索酸性、中性及碱性三种模拟矿井水环境下,采煤机滑靴材料25Cr3Mo钢表面的腐蚀磨损损伤行为。通过分析摩擦系数曲线、磨损形貌、元素分布及其化学态,定量计算不同条件下的比磨损率,揭示采煤机滑靴在模拟矿井水下的损伤机理。结果表明:25Cr3Mo钢在酸性、中性矿井中的稳定摩擦系数约为0.15,而在碱性矿井水下稳定摩擦系数下降至0.10,均小于干摩擦环境下的摩擦系数(0.27)。三种模拟矿井水下,25Cr3Mo钢的比磨损率相较于干摩擦均可降低一个数量级,但模拟矿井水环境中,25Cr3Mo钢表面会形成大量腐蚀凹坑,最大深度可达3.42μm。在酸性和中性矿井水下,25Cr3Mo表面的腐蚀产物均为Fe_(3)O_(4),且酸性环境中的腐蚀产物层出现大量微裂纹,而碱性矿井水下腐蚀产物中既含有Fe_(3)O_(4),又有α-FeOOH和α-Fe_(2)O_(3)。

关键词： 25Cr3Mo钢模拟矿井水干摩擦腐蚀磨损性能表面损伤

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基于参数优化变分模态分解的交流变频电机转子断条故障识别方法

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电工技术学报 2021年第18期36卷 3922-3933页

作者：李睿彧刘飞梁霖罗爱玲徐光华西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 机械制造系统工程国家重点实验室(西安交通大学) 西安710054

该文提出一种基于变分模态分解(VMD)和Park变换的交流变频电机早期转子断条故障识别方法。重点对低速状态下电机早期断条故障特征频率识别展开研究,基于电流信号特点结合萤火虫优化算法(FA)设定变分模态分解参数,进一步强化其自适应分... 详细信息

该文提出一种基于变分模态分解(VMD)和Park变换的交流变频电机早期转子断条故障识别方法。重点对低速状态下电机早期断条故障特征频率识别展开研究,基于电流信号特点结合萤火虫优化算法(FA)设定变分模态分解参数,进一步强化其自适应分解能力,并在此基础上获取三相电流的基频分量信息,通过Park变换检测早期故障特征。仿真与实验结果表明,该方法检测电机早期转子断条故障特征优于经验模态分解(EMD)方法,并可实现故障特征频率的早期定位,这对电机的故障辨识和预警具有重要支撑意义。

关键词：交流变频电机转子断条故障变分模态分解萤火虫优化算法 Park变换

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涡轮叶片裂纹故障的3维叶尖间隙变化特性分析

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航空发动机 2022年第6期48卷 92-97页

作者：熊逸伟张小栋刘洪成黄鑫徐志豪朱家浩西安交通大学机械工程学院西安710049 现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

为了分析涡轮叶片裂纹故障的3维叶尖间隙动态变化特性,以3维叶尖间隙动态测量试验台上的模拟涡轮转子为研究对象,建立了涡轮叶片3维叶尖间隙的有限元分析模型;采用数值仿真分析方法分别深入地分析了无裂纹涡轮叶片和不同长度裂纹叶片3... 详细信息

为了分析涡轮叶片裂纹故障的3维叶尖间隙动态变化特性,以3维叶尖间隙动态测量试验台上的模拟涡轮转子为研究对象,建立了涡轮叶片3维叶尖间隙的有限元分析模型;采用数值仿真分析方法分别深入地分析了无裂纹涡轮叶片和不同长度裂纹叶片3维叶尖间隙的动态变化特性。结果表明:对于无裂纹涡轮叶片,气动载荷会导致其发生弯曲变形,进而,导致轴向偏转角呈先增大后减小的变化趋势,周向滑移角则逐渐减小,并且气动载荷对轴向偏转角和周向滑移角的影响比对径向间隙的影响更为显著;对于有裂纹涡轮叶片,在气动载荷、离心载荷、叶片尾缘裂纹故障以及叶片自身形态等多种因素的共同影响下,导致径向间隙呈现逐渐增大,而轴向偏转角和周向滑移角均呈现逐渐减小的变化趋势。

关键词： 3维叶尖间隙裂纹涡轮叶片轴向偏转角周向滑移角有限元变化特性航空发动机

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面向机械装备健康监测的数据质量保障方法研究

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机械工程学报 2021年第4期57卷 1-9页

作者：雷亚国许学方蔡潇李乃鹏孔德同张勇铭西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049 华电电力科学研究院有限公司杭州310030

工业"大数据"时代的到来为机械装备健康监测带来了新机遇。然而,由于运行环境异常、人为因素干扰以及采集设备故障等,机械装备健康监测大数据中往往混杂大量与健康状态无关的异常值或缺失值数据,从而造成数据质量下降。监测... 详细信息

工业"大数据"时代的到来为机械装备健康监测带来了新机遇。然而,由于运行环境异常、人为因素干扰以及采集设备故障等,机械装备健康监测大数据中往往混杂大量与健康状态无关的异常值或缺失值数据,从而造成数据质量下降。监测数据中掺杂的劣质数据容易造成对机械装备健康状态的误判,进而导致运维策略制定不当。为保障数据质量,提出一种机械装备健康监测振动数据恢复的张量分解方法。针对机械装备不同转速的振动数据,构建以转速、时窗、小波尺度和时间为维度的四阶张量,利用Tucker分解从中挖掘蕴含的机械健康状态信息,并通过张量填充对缺失值数据进行恢复。分别采用仿真数据和试验台数据验证了提出方法的有效性,结果表明,与传统数据恢复方法相比,提出方法恢复的数据与真实数据的拟合度更高。将提出方法应用于风电装备监测数据恢复,保障了监测数据的质量。

关键词：机械装备健康监测数据质量保障数据恢复缺失值数据张量分解

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