航空发动机滑油综合监控中的磨损故障融合诊断研究

单一的滑油光谱监控手段容易漏报航空发动机磨损故障.根据滑油光谱监控和自动磨粒检测互补的特点,在某型航空发动机上实施滑油综合监控,应用Dempster-Shafer(D-S)证据理论实现发动机磨损故障的融合诊断,并开发出基于上述监控方法和信息融合诊断的滑油监控专家系统.通过对实际诊断案例进行分析,结果表明:提出的滑油综合监控和融合诊断方法可有效解决该型发动机轴承故障预报的难题.      

D-S证据理论及其在滑油故障诊断中的应用

结合算例阐述了D-S证据融合理论的基本思想及其改进公式,并应用在航空发动机滑油光谱分析和磨粒分析中,表明D-S证据理论是航空发动机滑油故障诊断中一种非常有效的数据融合方法。     

基于滑油监控信息的发动机磨损状态融合评估

针对现有航空发动机磨损状态评估方法的局限性,基于光谱分析和自动磨粒检测2种滑油分析方法的结果,提出了1种新的融合评估方法。结合专家经验,将各监控对象的磨损量和磨损率进行模糊推理,得到发动机的磨损状态可能向量,解决了发动机磨损状态评估过程中的模糊性问题。在决策层,运用D-S证据理论对2种滑油分析方法的推理结果进行融合时,考虑2种滑油分析方法的有效性,基于粗糙集理论与专家经验求得二者的可靠程度,最终得到更为合理的评估结果。实例表明:该方法可有效融合多种检测信息,解决评估过程中的不确定性问题,并可得到较为准确的评估结果。     

基于图像的发动机滑油滤磨屑定量分析技术

定量分析滑油滤磨屑是提高航空发动机内部磨损故障诊断成功率的有效技术途径.为满足某型航空发动机使用维护中滑油滤磨屑快速定量分析和磨损状态诊断的实际需求,设计制造了油滤磨屑自动清洗收集装置,采用电荷耦合器件(CCD)获取油滤磨屑数字图像,运用二维最大熵遗传算法对磨屑图像进行阈值分割后提取磨屑目标的特征量,将磨屑特征量与反映...     

基于光谱D-S证据融合的航空发动机故障诊断技术

研究了基于光谱信息的发动机磨损故障Dempster-Shafer证据融合诊断方法,确定了其故障识别框架和诊断规则;采用分区间S函数确定了mass函数的形式,融合了油液中7种金属元素浓度信息和浓度变化率信息,并应用于航空发动机磨损故障诊断.     

基于灰色神经网络组合模型的航空发动机磨损趋势预测

航空发动机的磨损机理十分复杂,且受到诸多不确定因素影响,单一预测模型难以对其变化趋势进行有效预测。针对该问题提出了一种BP网络与改进灰色模型相融合的组合预测模型,并引入混沌理论的C—C方法确定BP网络的嵌入参数和时间延时。仿真结果显示,该组合模型相比单一的神经网络模型和灰色模型精度更高,更客观地反映出发动机滑油中金属含量的变化趋势,可为科学制定发动机维修决策提供重要依据。     

浅析某型发动机滑油磨粒分析异常故障

针对某型发动机滑油磨粒分析异常的故障,对其所用的滑油进行了理化性能分析、滑油光谱分析、滑油铁谱和自动磨粒分析,并结合发动机分解检查,验证了滑油磨损元素监控与发动机磨损故障的一致性。     

发动机磨粒统计分布规律与磨损状态监测研究

根据对 WZ- 6航空发动机等由滑油润滑的机械零件磨损磨粒的显微形态统计研究 ,提出了磨屑尺寸分布的 Weibull分布模型 ,探讨了滑油取样和磨粒采样等随机误差的估计及航空发动机磨损状态监测和故障诊断的方法     

航空发动机故障诊断中的磨屑识别研究

滑油系统是保证发动机正常工作的一个重要系统,当运转机件发生磨损时,产生的磨屑会进入滑油中,并被收集.本文所采集的磨屑是肉眼能看的金属屑.它们是反映航空发动机机械设备内部零部件磨损状况的重要信息载体,分析它的特征是反映发动机机械故障的有效方法.     

航空发动机主轴轴承状态监测研究现状与发展趋势

航空发动机主轴轴承承受着高温、高速、重载、贫油、断油等极端工况,其疲劳、磨损等失效问题严重影响发动机的可靠性.因此,对航空发动机主轴轴承的使用状态进行有效精确监测极为重要.对航空发动机主轴轴承工况特点、主要失效模式和失效机制进行了梳理;针对主轴轴承的状态监测方法和技术,总结并对比分析了现有主轴轴承振动、滑油状态、声音、...     

磨粒分析技术及其在发动机故障诊断中的应用

基于显微形态学方法的磨损微粒显微分析技术是近年来出现的解决发动机磨损故障诊断问题的新方法之一。应用形态学分析方法建立一套磨粒显微特征描述体系提取磨粒特征信息,作为磨粒识别的信息基础,可以准确地完成磨粒自动识别。基于发动机润滑系统磨粒分析的结果和颗粒摩擦学理论,比较准确地评估出发动机接触磨损部件的磨损状态,进而诊断或预测此类磨损故障;另外,此项分析诊断技术在发动机气路磨损故障诊断中也具有潜在的应用前景。      

轴承钢摩擦副全流量在线磨粒静电监测方法

为满足滑油系统零部件衰退早期症兆监测要求,采用自制的全流量在线磨粒静电传感器对润滑条件下轴承钢滑动摩擦副开展实时在线磨损状态监测研究.研究了润滑条件下金属磨粒荷电机理和设计了静电监测系统,开展了不同载荷和滑动速度时的磨损实验,对摩擦系数、静电感应信号、静电信号均方根值(RMS)进行相关性分析.研究结果显示:①全流量在线磨粒静电监测方法与摩擦系数均能监测到粘着的发生,具有一致性;②静电监测方法在粘着发生前监测到异常;③在稳定磨损阶段,摩擦系数随载荷的增大而减小,随滑动速度的升高而降低;④在剧烈磨损阶段,静电信号中脉冲尖峰的RMS值随载荷增加时先增加后减小,随滑动速度的升高而减小.      

基于DSmT的航空发动机早期振动故障融合诊断方法

提出在航空发动机多个部位安装多个振动传感器组成传感器网络.采用多传感器信息融合技术进行早期振动故障的诊断方法,并引入Dezert-Smarandache理论(DSmT)来处理由早期微弱故障本身所导致的各个传感器信息相互冲突的问题.在构建的早期微弱故障诊断系统框架中,采用基于本征模态函数(IMF)的信息熵特征提取方法提取各路振动数据的特征,采用反向传播(BP)神经网络完成对故障属性的判断并生成各种故障模式的基本置信分配,最后根据DSmT融合规则得到最终的诊断结果.算例表明采用该方法可以有效地解决早期微弱故障条件下的高冲突信息融合问题,故障诊断结果准确可靠.      

滑油系统全流量在线磨粒静电监测技术研究

 针对滑油系统非金属材料难以实现在线监测的问题,基于静电感应原理展开全流量磨粒监测技术研究。研究润滑条件下荷电磨粒的产生机理和全流量磨粒静电监测原理,着重进行了静电信号特征提取方法研究。为验证磨粒静电监测技术的可行性,设计并搭建了模拟实验平台,开展了故障颗粒注入实验和循环润滑条件下销盘滑动摩擦磨损实验,使用自制的全流量在线磨粒静电传感器对油路中的磨粒进行监测。结果表明:静电传感器能够监测到金属、非金属等不同材料荷电磨粒;感应电压幅值与磨粒大小具有相关性;感应电压波形与荷电磨粒特性有关;静电传感器可以在线监测滑油回路中非金属摩擦副的摩擦磨损状态。     

Mechanical wear debris feature,detection, and diagnosis: A review

Mechanical debris is an important product of friction wear, which is also a crucial approach to know the running status of a machine. Many studies have been conducted on mechanical debris in related fields such as tribology, instrument, and diagnosis. This paper presents a comprehensive review of these studies, which summarizes wear mechanisms (e.g., abrasive wear, fatigue wear, and adhesive wear) and debris features (e.g., concentration (number), size, morphology, and composition), analyzes detection methods principles (e.g., offline: spectrograph and ferrograph, and online: optical method, inductive method, resistive-capacitive method, and acoustic method), reviews developments of online inductive methods, and investigates the progress of debris-based diagnosis. Finally, several notable problems are discussed for further studies.     

航空发动机油液监测中磨粒参数识别和优化研究

针对航空发动机油液监测中存在的磨粒特征参数过多的问题,采用主成分分析法进行了参数优化,经实践证明,用该方法可较全面地综合评价参数的分类状况,从而降低了磨粒识别的难度。