水润滑艉轴承磨损可靠性寿命评估模型研究

水润滑艉轴承作为舰船推进系统中的重要支撑部件,它的工作可靠性和使用寿命会直接影响舰船的航行安全、隐蔽性能和营运成本等。根据水润滑艉轴承的磨损特性,基于水润滑艉轴承的磨损率和最大允许配合间隙之间的关系,建立平均寿命模型、可靠性磨损寿命模型和模糊可靠性寿命模型3种数学模型,来评估水润滑艉轴承的磨损可靠性寿命。实例分析表明:磨损可靠性寿命模型和模糊可靠性磨损寿命能较好地反映水润滑艉轴承副由于磨损而失效的渐进性,其中利用模糊可靠性计算模型获得的可靠度最为保守,针对船舶运行于苛刻环境中,采用模糊可靠性模型进行寿命评定能在最大程度上保证船舶艉轴承的营运安全。     

不同材料水润滑艉轴承的摩擦特性和磨损寿命研究

为实现船舶艉轴水润滑艉轴承不同工况下的合理选型,采用摩擦磨损试验机,对比研究常用的普通塑料和金属塑料合成橡胶轴承在淡水和海水润滑下的磨损特性,通过加速试验比较2种橡胶轴承的磨损寿命。结果表明:海水润滑下轴承的摩擦因数和磨损率都要高于淡水润滑下;海水润滑下,普通橡胶轴承比合成橡胶轴承的摩擦因数和磨损率要小,正常使用寿命要高,而淡水润滑下则相反。因此,当船舶的艉轴承采用淡水润滑时,适合使用金属塑料合成橡胶轴承,当采用海水润滑时,适合使用普通橡胶轴承。     

基于有限元分析和油液监测的轴承疲劳磨损寿命研究

提出有限元分析和油液监测相结合的方法来预测风电机组轴承疲劳磨损寿命。通过ABAQUS有限元分析,结合某风力发电机的实际运行工况,获得风机发电机后轴承的应力分布和应力时间历程曲线,通过雨流计数法和Miner准则,计算出轴承出现疲劳磨损的寿命时间;运用油液检测和铁谱分析实验,得到该风机轴承的润滑脂性能信息和磨损颗粒信息,从而判断出该轴承的润滑和磨损状态。通过结合分析仿真计算和实验的结果,可以更准确地预测和诊断轴承的疲劳磨损寿命和故障,从而提高风电机组运行的可靠性。     

水润滑石墨推力轴承可靠寿命研究

水润滑石墨推力轴承是影响屏蔽泵可靠寿命的关键部件,本文依据可靠性理论,导出了水润滑石墨推力轴承可靠寿命的数学模型,并通过屏蔽泵水润滑石墨推力轴承的寿命试验数据对模型中的参数进行了估算,此研究成果对水润滑轴承可靠寿命预测及设计计算具有普遍的指导意义.     

固体润滑轴承的寿命分析

通过对固体润滑寿命理论和试验分析，得出要获得固化润滑轴承更长的寿命，则需使轴承实现转移膜润滑，而合适转移膜润滑的实现与保持架的稳定性，材料的磨损及工况条件等有着密切关系。     

基于BP神经网络的水润滑艉轴承故障诊断研究

水润滑艉轴承是一种广泛应用于船舶等水中航行器推进系统的特种轴承,由于其工作的环境具有很大的不确定性,产品很容易出现各种故障,一旦故障产生将直接影响舰艇的安全航行和经济效益。本文利用Matlab软件的相关工具箱,基于神经网络的相关理论和方法,构建了BP神经网络模型来研究水润艉轴承工作时的摩擦因数、温度、噪声、振动等特征参数与轴承状态的关系,从而实现了对水润滑艉轴承工作状态的故障诊断。从Matlab仿真结果与实际情况的比对看,建立的BP神经网络可以很好的判断水润滑艉轴承的故障状态,能够在轴承早期故障时发出预警信号,提前对将要发生故障的轴承进行维修或更换,利用该方法可以有效提高水润滑艉轴承的使用性和安全性。     

基于KPCA和WPHM的滚动轴承可靠性评估与寿命预测

为了评估滚动轴承的可靠性和预测剩余使用寿命,选取能够反映性能退化过程的特征参数作为寿命预测模型的输入参数,提出一种基于核主元分析(kernel principal component analysis,简称KPCA)和威布尔比例故障率模型(Weibull proportional hazards model,简称WPHM)的方法。首先,提取滚动轴承全寿命周期的时域、频域及时频域等多特征参数,从中筛选出有效的特征参数,构建高维相对特征集;其次,进行核主元分析,选取能够反映轴承全寿命周期性能退化过程的核主元,进而作为WPHM的协变量来进行可靠性评估和剩余寿命预测。通过滚动轴承全寿命试验,验证了该方法能够对轴承进行准确的可靠性评估和剩余寿命预测,以提供及时的维修决策。同时,由于提取的是相对特征,降低了同种轴承间在制造、安装及工况的差异,增强了该方法的适用性和稳定性。     

基于动力学的行星齿轮传动系统的轴承磨损寿命预测

轴承磨损寿命与系统动力学特性密切相关,为了准确预测行星齿轮传动系统的轴承磨损寿命,提出了基于动力学模型的行星齿轮传动系统的轴承磨损寿命预测。首先运用集中参数理论,建立了一个考虑轴承磨损的行星齿轮传动系统平移-扭转动力学模型;然后运用摩擦学理论,建立滚动轴承单周接触的磨损量计算模型,结合行星齿轮传动系统动力学模型,建立轴承磨损寿命预测模型;最后分析了轴承磨损对轴承动态载荷和轴承磨损寿命的影响规律,并提出了提高轴承磨损寿命的方法。分析表明,轴承磨损对行星轮轴承动态载荷影响最大,并且行星轮轴承的磨损寿命与其刚度成正比,因此可通过轴承径向间隙补偿或轴向预紧等方法来提高行星轮轴承磨损寿命。     

水润滑艉轴承综合性能实验平台研究

为实现对水润滑艉轴承及其传动系统的综合性能测试,开发了一种水润滑艉轴承综合性能实验平台,设计了实验平台测试方案,并对其重要部件进行了结构设计和动力学分析,结果表明其结构不会发生共振。该实验平台能模拟水润滑艉轴承及其传动系统的复杂工况,在线检测水润滑艉轴承工作转速、转矩、温度、摩擦特性、水膜压力分布、轴心轨迹、噪声、水膜的动刚度系数和阻尼系数等各项参数,为建立水润滑艉轴承系统实验与评价体系,掌握水润滑摩擦副的承载、失效机理与演化规律、摩擦学性能与动态服役行为等关键科学问题提供实验条件。     

基于UKF的轴承剩余寿命预测方法研究

针对轴承从早期故障发生到失效的非线性退化问题,提出一种基于无迹卡尔曼滤波算法(UKF)的轴承剩余寿命预测方法。该方法包括轴承性能评估和剩余寿命预测两个部分。在性能评估部分,首先利用轴承振动信号建立反映其健康状态的指数,基于对正常工作时指数的学习获得用于判断轴承健康状态的异常阈值并截取出轴承从早期故障发生到失效这一性能退化阶段的数据;在剩余寿命预测部分,利用双指数函数拟合分析轴承退化数据,构建出与轴承退化过程相符的非线性状态空间模型,模型参数利用Dempster-Shafer方法进行初始化后采用UKF算法对其进行更新,并预测轴承的剩余寿命。基于轴承全寿命周期试验数据的分析,结果显示所提方法有效地评估了轴承的健康状况,通过对比分析其他剩余寿命预测方法,发现所提方法较好地预测了轴承的剩余寿命。