基于ARX-FCM的盾构机液压推进系统故障诊断方法

针对盾构机液压推进系统的智能故障诊断系统设计的相关问题,以中铁十四局在工程项目中使用的泥水盾构机为研究对象,介绍了盾构机液压推进系统的工作原理,利用故障影响模式及危害性分析(Failure Mode, Effects and Criticality Analysis, FMECA)方法对推进系统的故障模式和故障机理进行了梳理总结,并根据推进系统的工作原理,结合AMESim软件建立了系统的仿真模型,通过修改模型参数模拟出液压缸泄漏、溢流阀泄漏、换向阀泄漏、调速阀损坏4种常见故障模式。在此基础之上,提出基于有源自回归(Auto-Regressive with Extra Inputs, ARX)模型和模糊C-均值聚类(Fuzzy C-means, FCM)聚类相结合的故障诊断方法,该方法利用ARX模型对多传感器数据进行融合,提取不同故障模式的故障特征,并通过FCM算法根据故障特征对不同的故障模式进行诊断识别。仿真结果表明,基于ARX-FCM的故障诊断方法可以对每种故障模式进行精准的识别,能够有效的应用于盾构机液压推进系统的故障诊断系统设计中。     

下运带断带抓捕液压缓冲系统优化及仿真研究

针对下运带式输送机断带抓捕液压缓冲系统在缓冲输送带冲击动能时,存在的较大振动问题,对下运带式输送机断带抓捕液压缓冲系统进行了改进研究。利用AMESIM,针对改进前后的液压缓冲系统搭建了仿真模型,对其动态性能进行了仿真研究;对改进前后的系统性能曲线进行了对比分析,并研究了溢流阀开启压力对改进的缓冲系统动态性能的影响规律。研究结果表明:改进后的缓冲系统的液压缸位移、速度、压力波动程度明显降低,在溢流阀关闭后阻尼孔能发挥较好的减振缓冲作用;溢流阀开启压力增大,液压缸位移增大,液压缸速度降幅增大,但平滑性不变,而液压缸无杆腔压力波动程度有所增加。     

航天发射塔摆杆液压系统故障的仿真分析

以航天发射塔电缆摆杆液压系统为研究对象,采用AMESim软件建立了仿真模型,分析了换向阀和液压缸泄漏等故障对系统流量、压力及速度的影响。这一方法可以为液压系统故障快速检测分析提供帮助,同时为液压系统状态评估及预测提供参考,对于提高发射塔电缆摆杆液压系统发射任务的可靠性有重要意义。     

353E型地下凿岩台车故障排除一例

３５３Ｅ型地下凿岩台车是阿特拉斯公司生产的新型全液压地下凿岩台车,所配凿岩机为１２３８ＭＥ型,其液压控制系统为ＤＣＳ１２型。该控制系统推进部分的液压回路如附图所示,其工作原理为： （１）若来自凿岩机换向阀的压力油流至Ａ处时,则推进系统的压力由溢流阀３Ａ来控制,此时凿岩机处于半功率冲击状态;若Ａ处没有（自凿岩机换向阀流来的）压力油,则推进系统的压力由溢流阀３Ｂ来控制,此时凿岩机处于全功率冲击状态;同时,推进压力油经Ｃ处、推进换向阀１、换向阀４Ｂ及推进回路减压阀７Ｂ流至推进液压缸的无杆腔,带动凿岩机…     

微型土压平衡盾构机液压系统故障分析

以微型土压平衡(Earth Pressure Balance,EPB)盾构机推进液压系统作为研究对象,介绍了推进系统的工作原理,对混入空气后的油液黏度和有效体积弹性模量进行分析,建立了推进系统数学模型,并对混入不同百分比空气的系统进行仿真运算,得到了液压缸位移响应和速度响应随系统含气量变化的关系。研究表明:随着液压系统空气含量的增加,液压缸位移响应发生迟滞,速度响应变慢,液压缸在运动时产生振动。结合各液压元件工作原理,依次对实际盾构机推进系统元件进行排气,最终排除了液压系统中混入的空气,为实现盾构机平稳推进提供了理论依据。     

液压冲床油缸泄漏研究与仿真

为解决液压冲床工作中辅助液压缸泄漏问题,对其液压系统回路进行了分析,得出了辅助液压缸泄漏是由于电磁换向阀换向时间设置不合理,致使液压缸中压力过高所造成的结论.通过运用AMESim仿真软件对液压系统回路进行仿真,验证了结论的正确性,并在此基础上提供了合理的换向时间,为实际问题的解决提供了理论依据.     

基于FluidSIM-H节流调速特性仿真实验设计与实现

采用FluidSIM仿真软件建立液压回路,对手动三位四通O形换向阀的节流调速特性进行仿真实验。通过对节流元件开口度、先导式溢流阀加载虚拟设置,实现了进油节流调速空载与负载速度特性仿真实验,列出了实验数据,绘制了速度负载特性曲线,分析了液压缸空载与负载时,不同的节流元件与不同开口度对液压缸运行速度的影响,总结了节流阀和调速阀调速的优缺点。     

基于AMESim的液压启闭机油缸故障建模与仿真

以某型液压启闭机油缸作为研究对象,运用AMESim仿真软件建立了其液压系统的仿真模型。通过向仿真模型中引入故障信息,对液压启闭机油缸的泄漏故障进行了仿真分析。仿真结果与实际情况基本吻合,验证了仿真模型的正确性,并在此基础上进一步给出了不同泄漏间隙高度影响下的液压缸泄漏对比曲线,从而为液压启闭机液压缸的设计优化与故障诊断提供了理论依据。     

中速磨煤机液压加载系统原理及故障分析

以意大利ATOS/Scoda公司的中速磨煤机液压加载系统为例,介绍了中速磨煤机液压加载系统的主要组成和工作原理,以及液压加载系统各压力的调整方法,总结该类型液压加载系统故障的原因及故障分析原则,并利用分析原则对液压加载系统的常见故障进行分析,得出液压加载系统故障主要有油泵泄漏、电磁阀卡涩、液压缸密封损坏、比例溢流阀故障等原因。     

多功能铺设台车液压系统动态特性及故障仿真

在分析隧道施工多功能铺设台车液压系统工作原理的基础上,利用AMESim软件建立液压系统仿真模型并进行动态仿真分析,得到不同压力及负载条件下液压缸工作时的流量、压力、位移特性曲线,验证了模型的正确性。同时,通过对仿真模型注入各种典型故障来模拟系统的响应情况,判别系统异常表现与元件故障间的内在联系,提炼出各故障的特征指标,为施工现场液压系统的故障诊断与快速检测处置提供指导,为液压系统状态评估及预测提供参考。     

基于VW-FDA的盾构机液压系统故障诊断方法研究

盾构机规模庞大,施工过程中检测变量众多,液压系统故障易发。为了实现在线监测,提高液压系统故障诊断的准确性,探究与盾构机适应的快速准确有效的故障识别方法,提出使用加权因子与传统费歇尔判别法相结合的加权费歇尔判别法(Variable-Weighted-Fisher Discriminant Analysis,VW-FDA)。通过AMESim软件建立推进系统模型,仿真四类故障,运用仿真故障数据得到每一类故障的加权向量,建立VW-FDA模型。结果表明:对于盾构机液压推进系统,VW-FDA比传统FDA具有更强的故障诊断能力,能够将故障信息进行有效的分类,正确地做出故障诊断。     

低速大排量风能吸功泵流量特性研究

针对大功率液压型风力发电液压系统的需要,设计一种利用双圆柱凸轮驱动多排液压缸、换向阀配流的低速大排量风能吸功泵,并对所设计的风能吸功泵流量特性进行理论分析和仿真研究。提出在换向阀阀芯处增加节流槽,减小配油过程的压力冲击。根据换向阀的工作特点,建立了单腔室流量特性数学模型,得出在低转速工况下影响风能吸功泵内泄漏的主要因素为液压缸。结合风能吸功泵的结构特点,建立了风能吸功泵的流量特性数学模型,揭示了双排液压缸交错布置可以减小风能吸功泵流量脉动的规律。     

盾构推进液压系统节能技术分析与验证

为解决盾构推进液压系统能耗高的问题,以常见的"泵控调速+阀控调压"与"阀控调速+阀控调压"两种控制系统为研究对象,对其工作原理进行详细地说明;通过理论和仿真对比分析两种推进系统的节能效果,得出"泵控调速+阀控调压"推进系统相对于"阀控调速+阀控调压"的节能比达到30％ ～40％,其推进系统节能效果更明显;最后通过工程应...     

基于ARIMA的盾构机液压推进系统数据预测方法研究

液压推进系统是盾构机的关键构成,承担着盾构机姿态控制、纠偏和同步前进等重要功能,以推进系统的运行数据为基础,精准预测数据的变化是分析、预测和避免盾构机产生安全问题的重要手段。基于随机时序分析法(Autoregressive Integrated Moving Average model, ARIMA)对盾构机液压推进系统数据进行预测研究。首先利用相关性分析方法,获得了与盾构机液压推进系统推进过程相关性较高的数据类别为掘进速度,基于该数据进行了自相关性的分析;之后,基于ARIMA方法,建立了盾构机液压推进系统ARIMA模型,并利用该模型进行了平稳性分析与贝叶斯信息准则;最后,基于优化模型分析比较了基于K-means的循环神经网络(Recurrent Neural Network, RNN)预测方法以及线性回归预测方法对数据预测的效果。研究表明,ARIMA模型下的线性回归方法能很好的预测盾构机液压推进系统数据变化趋势及异常数据预测,对盾构机的故障诊断及预测有重要的意义。     

回撤吊车负载敏感液压系统设计及仿真分析

为解决负载匹配,以及缓解支架回撤吊车应用过程中存在的能耗高、效率低和系统温度高等问题,基于负载敏感变量泵对其液压系统进行设计及仿真分析。该液压系统主要由负载敏感变量泵、流量补偿阀、负载敏感阀、梭阀和液压缸等组成。在工作过程中,负载敏感变量泵通过梭阀及负载敏感阀感知系统负载力而向系统提供所需流量。基于AMESim对该液压系统和变量泵进行建模及仿真分析,得到液压缸压力、负载口流量变化和梭阀流量补偿以及变量泵压力、流量和斜盘倾角变化情况。结果表明：变量泵可根据负载所需压力和流量实时调整斜盘倾角大小,进而实现压力 流量补偿功能;负载压力和流量阶跃变化时,变量泵具有良好的动态补偿特性。     

轧机伺服液压缸内泄漏故障诊断研究

针对目前轧机伺服液压缸故障诊断过程中,故障特征提取困难,信号非线性变化,数据量大的问题,提出了一种基于深度置信网络的轧机伺服液压缸故障诊断的方法。根据轧机系统工作原理,建立轧机系统仿真模型,对轧机内泄漏故障状况进行模拟。利用深度置信网络在智能故障诊断的优越性,将信号归一化处理后放入深度置信网络进行训练,然后通过反向传播学习,优化网络各参数,提高诊断精度。深度置信网络模型由多层玻尔兹曼机以及顶层BP神经网络组成。与传统BP神经网络方法进行比较,结果表明,在训练样本数据足够的条件下,深度置信网络模型在伺服液压缸内泄漏故障诊断具有更高的诊断精度。     

基于AMESim的液压滑阀中位内泄漏仿真研究

内泄漏广泛存在于液压系统中,直接影响着系统的使用性能。以三位四通换向滑阀为研究对象,利用AMESim软件中的HCD元件库搭建内泄漏故障仿真平台。综合考虑了液压系统压力、间隙高度、遮盖量、黏度、偏心率、阀芯直径对内泄漏量和系统性能的影响。结合仿真数据,运用正交分析列出各因素对内泄漏量影响的主次顺序,得到中位状态下滑阀的间隙高度和遮盖量是内泄漏量的主要影响因素,其中间隙高度对内泄漏量影响最显著,偏心率影响程度最小,为滑阀的设计和加工提供参考依据。     

折臂式随车起重机变幅液压系统性能优化提升研究

为提升折臂式随车起重机变幅液压系统性能,介绍了当前变幅液压系统工作原理,并在此基础上开展实验研究,测试结果表明：当前变幅液压系统主阀调速区间偏小,变幅油缸下降时存在较大压力波动,且最大下降速度远小于设计值。根据上述测试结果分析影响变幅液压系统性能的主要原因,从而提出变幅液压系统及零部件的优化方案。采用相同的实验方法对优化方案进行验证,改进前后实验结果对比表明：该优化方案能够有效增大主阀调速区间,降低压力冲击,减小溢流损失,提升作业效率,使变幅液压系统性能得到明显提升。     

基于AMESim断带抓捕缓冲系统仿真研究

断带抓捕装置是带式输送机安全运行的重要保护装置,但当带式输送机断带抓捕时易产生较大冲击载荷。液压缓冲对冲击载荷具有较好的吸收消耗作用,可减小断带抓捕时的冲击振动。通过介绍断带抓捕液压缓冲系统的工作原理,利用AMESim进行系统建模。研究了溢流阀开启压力对缓冲油缸压力及制动距离的影响,得出理想的溢流阀开启压力为3 MPa,制动距离为0.59 m,制动时间为1.59 s,并模拟了溢流阀开启压力为3 MPa时的冲击实验。结果表明活塞位移和缓冲腔压力均略低于仿真值,但接近程度较高,验证了仿真研究的参考性。