找到7项技术成果数据。
找技术 >板带轧机非稳态轧制过程的振动抑制及监测技术研究与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
现代轧制设备朝大型化、高荷载、高速化、连续和自动化的方向发展,近年来,以板带材为主的高强度带钢的市场需求量不断增加,随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高,轧机扭振问题更显突出,由于缺乏有效的测量手段,扭振不能得到及时有效的抑制,限制轧制速度提高,影响产品质量和生产效率.该项目在分析轧机传动系统扭振产生机理的基础上,研究轧机传动系统动力学模型,建立了反映在各类结构形式和载荷作用下的相对转动系统非线性动力学模型,分析系统在不同外扰激励作用下的平衡稳定性和动态响应,进一步建立了轧机传动系统扭振测量模型,并对测量模型进行了动态响应求解,设计扭振控制器抑制扭振发生,保证轧机主传动系统的稳定运行.
空间柔性结构振动抑制实验系统
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂 运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响,为提高机械臂运行效率提供有效的解 决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部,结合各部件材料及力 学特性,采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型,结合 奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统,经联合求解获得符合实际运动特征的动力 学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案,对时滞影响 的系统进行特殊扩维处理,以得到不显含时滞的控制系统,从而获得有效的控制效果。研 制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。二、 创新点1.研究开发内嵌式压电智能材料作为控制作动器,提出参数补偿线性化方法,将压电 材料本构关系线性化,根据一次刚柔耦合建模理论建立内嵌压电智能材料的柔性空间机械 臂动力学控制模型。2.研究刚柔耦合动力学模型的解耦方法,建立柔性空间机械臂弯曲和扭转振动的独立 控制机制;3.研究分析输入时滞对柔性空间机械臂受控模型的影响,提出一种基于刚柔耦合模型 的时滞稳定性分析方法,形成最佳时滞控制机制。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1611581735931.png"/ /p
高速落料压力机振动抑制技术及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目符合世界高精度、高行程次数、高自动化的发展趋势,其技术先进、经济性好。可为福特DSP工厂四条快速冲压线提供板料。该项目系山东省2013年技术创新立项项目。该项目压机工作台及滑块台面尺寸为4600mm×2500mm,行程次数20~80次/分钟,公称力行程为6.5mm,滑块行程250mm,最大装模高度950mm,封闭高度调节量300mm,前后移动工作台高850mm。该项目的研制,整机达到了国际先进水平,填补多项国内空白,如800吨压机滑块行程次数首次达到80次/分;在全部行程次数范围内,能量均可满足用户冲压要求;主传动首次进行了动态振动分析;偏心体首次做到了在工作状态下达到动态平衡。该高速数控落料压力机与国外同类型相比,完全达到国外同类型产品的各项功能,某些性能上超过国外同类型产品。该机具有全功能PLC,各种故障自动检测、报警、停机装置、自动化控制系统,并充分利用各种先进技术如有限元分析,三维动态模拟技术,使该产品的结构更为合理,噪音低,运行平稳。可以满足用户多种冲压材料的冲裁工艺,为更多的冲压线提供板料。冲压次数高,提高用户零件生产率。
基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法,在铁芯电抗器一边的旁轭上设置短接绕组,当铁芯电抗器主绕组通过交流电流时,在铁芯中产生脉振磁通,在短接绕组中感应产生电动势和电流,短接绕组的电磁过程与短路的变压器副边绕组相同,与短接绕组匝链的总磁通由穿过短接绕组的磁通与短接绕组中的感应电流产生的磁通叠加而成,穿过短接绕组的磁通在相位上滞后于没有穿过短接绕组的磁通,铁芯饼与铁芯饼之间始终存在着电磁力,从而大大削弱电抗器铁芯振动和噪声;通过理论分析及实验证实短接绕组对铁芯电抗器的振动抑制效果明显,本发明不改变铁芯电抗器的总体结构,且短接绕组对绕组绕制工艺要求较低,易于机械加工。
大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
汽轮机、压缩机、风机等大型旋转机械是电力、航空、石化、冶金等国民经济重要行业中广泛使用的关键核心设备,而这类旋转机械普遍存在振动原因复杂、故障特征不清、振动抑制规律不明等基础科学问题,导致机械故障诊断与控制技术在工程应用中受到严格限制,难以满足智能制造和信息化维护管理需求,甚至造成重大安全事故和巨大经济损失。该项目以大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律研究为主线,创新性开展旋转机械故障特征识别规律与智能诊断、机械健康状态评估与工况运行参数预测、多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡研究,提出能及时准确诊断和抑制故障的新方法,以确保设备安全、高效、健康运行,所开发的旋转机械振动检测与智能诊断、轴系无试重虚拟动平衡等新技术成功应用于湘电集团有限公司、哈尔滨汽轮机厂、中国铝业股份有限公司、宁夏石化等设备维护系统中,取得的创新性成果和重要的科学发现如下:旋转机械故障特征识别规律与智能诊断:以汽轮机、风机等早期故障转子为对象,建立含故障的旋转机械动力学模型,揭示出故障状态与信号特征的内在联系,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩和WVD的时频分析早期故障振动信号特征提取新方法,揭示基于相关函数确定权值的多振动信号数据融合规律,设计基于人工神经网络、故障原因-征兆矩阵的故障诊断专家系统,以提高机械故障诊断准确率和智能化。机械健康状态评估与工况运行参数预测:基于状态监测和历史运行数据,建立基于Fuzzy-AHP的设备健康状态综合评价模型,揭示设备健康状态与特征参数之间的内在规律,提出量化评估设备运行状态的新方法;建立带热力耦合作用机制的工作辊热变形低维混合智能模型,揭示热精轧制复杂工况下乳制力、弯辊力和张力等热力耦合作用对轧辊变形的影响规律,提出板带热变形参数在线预测方法,为设备维护与振动控制提供科学依据。多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡:针对汽轮机组、压缩机组等多转子轴系不平衡振动控制问题,建立含不平衡故障的多转子轴系动力学有限元模型,研究轴系振动模态与虚拟加重响应特性,揭示基于动力学特性的大型柔性转子不平衡振动抑制规律,突破常规动平衡模式,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制新原理和方法,设计新的轴系动平衡工艺,为轴系不平衡振动故障抑制提供理论参考和技术支持。项目研究揭示出汽轮机、压缩机、风机等振动故障特征与不平衡振动抑制规律,推动和发展了旋转机械故障诊断与振动控制理论与方法;得到了国家863计划、国家自科基金重点与面上项目等10余项科研资助;根据清华大学图书馆检索报告,发表的20篇主要论文中SCI源刊4篇、EI收录17篇,他引267次,1篇入选ESI高被引论文,他引论文主要发表在包括Mech.Syst.Signal.Pr.,Expert Syst. Appl.等国际重要影响学术期刊上,所提出的新方法和新模型被认为是“interesting”、“offers a new method”等,广被国内外同行们肯定和引用;项目组中1人入选“湖湘青年英才”计划,2人入选湖南省青年骨干教师培养对象,培养毕业博士3名。
大型板带轧机轧辊非线性振动抑制关键技术研究及应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目在国家板带装备及工艺工程技术研究中心和国家基金委的大力支持下,对大型板带轧机中传动系统机电耦合振动及机座垂直振动导致的轧辊非线性振动及其抑制技术进行攻关研究,从系统建模、失稳机理以及振动抑制技术等角度上提出了五项关键技术: 1)提出含轧辊振动因素的动态轧制力建模方法。 2)首次研究轧辊弹塑性对称滞后变形、非对称滞后变形、液压缸分段、多分段约束四类非光滑因素对轧辊振动的影响,并得到出现不同振动行为的参数条件,为合理选择工艺参数的提供依据。 3)综合考虑交流驱动电机的气隙磁场能和机械动能,建立轧机主传动非线性机电耦合动力学模型。 4)提出机电耦合系统中Hopf分岔现象是导致轧机系统失稳振荡的根本原因之一,并将将该结果用以指导主传动系统机电参数设计。 5)提出适合轧机主传动机电耦合系统的非线性扭振控制技术。以上技术已应用在一重集团设计制造的1780和2150连轧机组中,取得了显著的经济和社会效益。
大型转子机械早期故障特征识别与不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
大型转子机械如透平/往复式压缩机、燃气轮机、航空发动机、超超临界汽轮发电机、风力发电机等是国家经济发展和国防建设的关键核心设备。高参数、变工况、长期运行使这类机械尤其是多转子轴系故障变得更加突出,若不能确诊连续运行设备的潜在故障,及时排除早期故障,则会造成灾难性的后果。基于经典信号处理的振动分析法已广泛采用,但如何从含强背景噪声的非平稳动态信号中提取早期故障特征是机械故障诊断研究中的瓶颈,直接关系到故障诊断的准确性和设备安全与可靠性。在国家863、国家973、国家自然科学基金等资助下,该项目借助现代信号处理和控制手段,深入研究大型转子机械早期故障信号的消噪、解调、增强等特征识别法与不平衡振动抑制规律,取得创新性成果和重要科学发现如下:(1)基于小波变换的早期振动故障微弱特征提取。针对转子裂纹、松动、摩擦等早期故障信息弱、信噪比低问题,采用小波变换刻画信号在时频域局部化特征,剥离噪声干扰对信号的影响,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩早期故障微弱特征识别法,达到精准诊断;提出一种基于Curvelet变换和多分类SVM的往复压缩机示功图特征提取法,实现故障识别与早期预警。(2)基手机理的冲击性振动信号特征早期识别。研究风电齿轮、机泵和燃机滚动轴承故障冲击特性机理,构建单周期冲击性机械振动故障信号模型,提出基于适应小波和数学形态学的包络解调法,设计出新型最优ARLW小波滤波器,实现了滤波器截止频率的自动优化选择,工程应用表明对齿轮、轴承早期微弱故障特征识别的性能明显优于传统高通滤波包络解调法。(3)基于声发射的转子机械微弱故障智能识别。针对转子机械早期故障因振动信号特征微弱而难以诊断问题,研究转动部件早期损伤诱发声发射信号的机制,提出基于WVD时频分布的声发射信号特征提取法,识别损伤类型、位置及程度;提出基于稀疏编码收缩的软阈值法,消除小波滤波器通带中噪声并增强滚动轴承故障冲击特征,形成基于声发射的故障智能识别技术。(4)机械振动抑制规律与多转子轴系动平衡法。基于早期故障特征的识别,从响应信号特征关联的角度,提出基于相关函数的相似机械振动故障模式判别法,研究转子不平衡等故障发生发展规律;构建多转子机械轴系动力学有限元模型,研究振动响应特性,揭示转子失衡振动抑制规律,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制法,实现高效、快速动平衡消振。该项目针对大型转子机械早期故障时变非平稳特点,创新性提出三类六种微弱特征识别法,揭示出多转子不平衡振动故障演化及其抑制规律,促进机械故障诊断与振动控制理论发展;8篇代表性论文SCI他引291次、总他引365次,单篇最高SCI他引143次,入选ESI高被引论文,被来自美、英、德等同行专家引用在MSSP、EAAI等机械故障诊断领域国际知名期刊上;项目开发形成的机械状态监测与故障预警、轴系虚拟动平衡等新技术,已成功应用于湘电风能、哈尔滨汽轮机厂、北京天然气管道、大庆石化等企业设备维护系统中,实时监测上千台(套)核心装备,有效预报排故800余台次,避免多起国家重大安全生产事故,产生经济和社会效益显著。
找到7项技术成果数据。
找技术 >板带轧机非稳态轧制过程的振动抑制及监测技术研究与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
现代轧制设备朝大型化、高荷载、高速化、连续和自动化的方向发展,近年来,以板带材为主的高强度带钢的市场需求量不断增加,随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高,轧机扭振问题更显突出,由于缺乏有效的测量手段,扭振不能得到及时有效的抑制,限制轧制速度提高,影响产品质量和生产效率.该项目在分析轧机传动系统扭振产生机理的基础上,研究轧机传动系统动力学模型,建立了反映在各类结构形式和载荷作用下的相对转动系统非线性动力学模型,分析系统在不同外扰激励作用下的平衡稳定性和动态响应,进一步建立了轧机传动系统扭振测量模型,并对测量模型进行了动态响应求解,设计扭振控制器抑制扭振发生,保证轧机主传动系统的稳定运行.
空间柔性结构振动抑制实验系统
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂 运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响,为提高机械臂运行效率提供有效的解 决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部,结合各部件材料及力 学特性,采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型,结合 奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统,经联合求解获得符合实际运动特征的动力 学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案,对时滞影响 的系统进行特殊扩维处理,以得到不显含时滞的控制系统,从而获得有效的控制效果。研 制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。二、 创新点1.研究开发内嵌式压电智能材料作为控制作动器,提出参数补偿线性化方法,将压电 材料本构关系线性化,根据一次刚柔耦合建模理论建立内嵌压电智能材料的柔性空间机械 臂动力学控制模型。2.研究刚柔耦合动力学模型的解耦方法,建立柔性空间机械臂弯曲和扭转振动的独立 控制机制;3.研究分析输入时滞对柔性空间机械臂受控模型的影响,提出一种基于刚柔耦合模型 的时滞稳定性分析方法,形成最佳时滞控制机制。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1611581735931.png"/ /p
高速落料压力机振动抑制技术及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目符合世界高精度、高行程次数、高自动化的发展趋势,其技术先进、经济性好。可为福特DSP工厂四条快速冲压线提供板料。该项目系山东省2013年技术创新立项项目。该项目压机工作台及滑块台面尺寸为4600mm×2500mm,行程次数20~80次/分钟,公称力行程为6.5mm,滑块行程250mm,最大装模高度950mm,封闭高度调节量300mm,前后移动工作台高850mm。该项目的研制,整机达到了国际先进水平,填补多项国内空白,如800吨压机滑块行程次数首次达到80次/分;在全部行程次数范围内,能量均可满足用户冲压要求;主传动首次进行了动态振动分析;偏心体首次做到了在工作状态下达到动态平衡。该高速数控落料压力机与国外同类型相比,完全达到国外同类型产品的各项功能,某些性能上超过国外同类型产品。该机具有全功能PLC,各种故障自动检测、报警、停机装置、自动化控制系统,并充分利用各种先进技术如有限元分析,三维动态模拟技术,使该产品的结构更为合理,噪音低,运行平稳。可以满足用户多种冲压材料的冲裁工艺,为更多的冲压线提供板料。冲压次数高,提高用户零件生产率。
基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法,在铁芯电抗器一边的旁轭上设置短接绕组,当铁芯电抗器主绕组通过交流电流时,在铁芯中产生脉振磁通,在短接绕组中感应产生电动势和电流,短接绕组的电磁过程与短路的变压器副边绕组相同,与短接绕组匝链的总磁通由穿过短接绕组的磁通与短接绕组中的感应电流产生的磁通叠加而成,穿过短接绕组的磁通在相位上滞后于没有穿过短接绕组的磁通,铁芯饼与铁芯饼之间始终存在着电磁力,从而大大削弱电抗器铁芯振动和噪声;通过理论分析及实验证实短接绕组对铁芯电抗器的振动抑制效果明显,本发明不改变铁芯电抗器的总体结构,且短接绕组对绕组绕制工艺要求较低,易于机械加工。
大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
汽轮机、压缩机、风机等大型旋转机械是电力、航空、石化、冶金等国民经济重要行业中广泛使用的关键核心设备,而这类旋转机械普遍存在振动原因复杂、故障特征不清、振动抑制规律不明等基础科学问题,导致机械故障诊断与控制技术在工程应用中受到严格限制,难以满足智能制造和信息化维护管理需求,甚至造成重大安全事故和巨大经济损失。该项目以大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律研究为主线,创新性开展旋转机械故障特征识别规律与智能诊断、机械健康状态评估与工况运行参数预测、多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡研究,提出能及时准确诊断和抑制故障的新方法,以确保设备安全、高效、健康运行,所开发的旋转机械振动检测与智能诊断、轴系无试重虚拟动平衡等新技术成功应用于湘电集团有限公司、哈尔滨汽轮机厂、中国铝业股份有限公司、宁夏石化等设备维护系统中,取得的创新性成果和重要的科学发现如下:旋转机械故障特征识别规律与智能诊断:以汽轮机、风机等早期故障转子为对象,建立含故障的旋转机械动力学模型,揭示出故障状态与信号特征的内在联系,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩和WVD的时频分析早期故障振动信号特征提取新方法,揭示基于相关函数确定权值的多振动信号数据融合规律,设计基于人工神经网络、故障原因-征兆矩阵的故障诊断专家系统,以提高机械故障诊断准确率和智能化。机械健康状态评估与工况运行参数预测:基于状态监测和历史运行数据,建立基于Fuzzy-AHP的设备健康状态综合评价模型,揭示设备健康状态与特征参数之间的内在规律,提出量化评估设备运行状态的新方法;建立带热力耦合作用机制的工作辊热变形低维混合智能模型,揭示热精轧制复杂工况下乳制力、弯辊力和张力等热力耦合作用对轧辊变形的影响规律,提出板带热变形参数在线预测方法,为设备维护与振动控制提供科学依据。多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡:针对汽轮机组、压缩机组等多转子轴系不平衡振动控制问题,建立含不平衡故障的多转子轴系动力学有限元模型,研究轴系振动模态与虚拟加重响应特性,揭示基于动力学特性的大型柔性转子不平衡振动抑制规律,突破常规动平衡模式,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制新原理和方法,设计新的轴系动平衡工艺,为轴系不平衡振动故障抑制提供理论参考和技术支持。项目研究揭示出汽轮机、压缩机、风机等振动故障特征与不平衡振动抑制规律,推动和发展了旋转机械故障诊断与振动控制理论与方法;得到了国家863计划、国家自科基金重点与面上项目等10余项科研资助;根据清华大学图书馆检索报告,发表的20篇主要论文中SCI源刊4篇、EI收录17篇,他引267次,1篇入选ESI高被引论文,他引论文主要发表在包括Mech.Syst.Signal.Pr.,Expert Syst. Appl.等国际重要影响学术期刊上,所提出的新方法和新模型被认为是“interesting”、“offers a new method”等,广被国内外同行们肯定和引用;项目组中1人入选“湖湘青年英才”计划,2人入选湖南省青年骨干教师培养对象,培养毕业博士3名。
大型板带轧机轧辊非线性振动抑制关键技术研究及应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目在国家板带装备及工艺工程技术研究中心和国家基金委的大力支持下,对大型板带轧机中传动系统机电耦合振动及机座垂直振动导致的轧辊非线性振动及其抑制技术进行攻关研究,从系统建模、失稳机理以及振动抑制技术等角度上提出了五项关键技术: 1)提出含轧辊振动因素的动态轧制力建模方法。 2)首次研究轧辊弹塑性对称滞后变形、非对称滞后变形、液压缸分段、多分段约束四类非光滑因素对轧辊振动的影响,并得到出现不同振动行为的参数条件,为合理选择工艺参数的提供依据。 3)综合考虑交流驱动电机的气隙磁场能和机械动能,建立轧机主传动非线性机电耦合动力学模型。 4)提出机电耦合系统中Hopf分岔现象是导致轧机系统失稳振荡的根本原因之一,并将将该结果用以指导主传动系统机电参数设计。 5)提出适合轧机主传动机电耦合系统的非线性扭振控制技术。以上技术已应用在一重集团设计制造的1780和2150连轧机组中,取得了显著的经济和社会效益。
大型转子机械早期故障特征识别与不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
大型转子机械如透平/往复式压缩机、燃气轮机、航空发动机、超超临界汽轮发电机、风力发电机等是国家经济发展和国防建设的关键核心设备。高参数、变工况、长期运行使这类机械尤其是多转子轴系故障变得更加突出,若不能确诊连续运行设备的潜在故障,及时排除早期故障,则会造成灾难性的后果。基于经典信号处理的振动分析法已广泛采用,但如何从含强背景噪声的非平稳动态信号中提取早期故障特征是机械故障诊断研究中的瓶颈,直接关系到故障诊断的准确性和设备安全与可靠性。在国家863、国家973、国家自然科学基金等资助下,该项目借助现代信号处理和控制手段,深入研究大型转子机械早期故障信号的消噪、解调、增强等特征识别法与不平衡振动抑制规律,取得创新性成果和重要科学发现如下:(1)基于小波变换的早期振动故障微弱特征提取。针对转子裂纹、松动、摩擦等早期故障信息弱、信噪比低问题,采用小波变换刻画信号在时频域局部化特征,剥离噪声干扰对信号的影响,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩早期故障微弱特征识别法,达到精准诊断;提出一种基于Curvelet变换和多分类SVM的往复压缩机示功图特征提取法,实现故障识别与早期预警。(2)基手机理的冲击性振动信号特征早期识别。研究风电齿轮、机泵和燃机滚动轴承故障冲击特性机理,构建单周期冲击性机械振动故障信号模型,提出基于适应小波和数学形态学的包络解调法,设计出新型最优ARLW小波滤波器,实现了滤波器截止频率的自动优化选择,工程应用表明对齿轮、轴承早期微弱故障特征识别的性能明显优于传统高通滤波包络解调法。(3)基于声发射的转子机械微弱故障智能识别。针对转子机械早期故障因振动信号特征微弱而难以诊断问题,研究转动部件早期损伤诱发声发射信号的机制,提出基于WVD时频分布的声发射信号特征提取法,识别损伤类型、位置及程度;提出基于稀疏编码收缩的软阈值法,消除小波滤波器通带中噪声并增强滚动轴承故障冲击特征,形成基于声发射的故障智能识别技术。(4)机械振动抑制规律与多转子轴系动平衡法。基于早期故障特征的识别,从响应信号特征关联的角度,提出基于相关函数的相似机械振动故障模式判别法,研究转子不平衡等故障发生发展规律;构建多转子机械轴系动力学有限元模型,研究振动响应特性,揭示转子失衡振动抑制规律,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制法,实现高效、快速动平衡消振。该项目针对大型转子机械早期故障时变非平稳特点,创新性提出三类六种微弱特征识别法,揭示出多转子不平衡振动故障演化及其抑制规律,促进机械故障诊断与振动控制理论发展;8篇代表性论文SCI他引291次、总他引365次,单篇最高SCI他引143次,入选ESI高被引论文,被来自美、英、德等同行专家引用在MSSP、EAAI等机械故障诊断领域国际知名期刊上;项目开发形成的机械状态监测与故障预警、轴系虚拟动平衡等新技术,已成功应用于湘电风能、哈尔滨汽轮机厂、北京天然气管道、大庆石化等企业设备维护系统中,实时监测上千台(套)核心装备,有效预报排故800余台次,避免多起国家重大安全生产事故,产生经济和社会效益显著。
找到7项技术成果数据。
找技术 >板带轧机非稳态轧制过程的振动抑制及监测技术研究与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
现代轧制设备朝大型化、高荷载、高速化、连续和自动化的方向发展,近年来,以板带材为主的高强度带钢的市场需求量不断增加,随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高,轧机扭振问题更显突出,由于缺乏有效的测量手段,扭振不能得到及时有效的抑制,限制轧制速度提高,影响产品质量和生产效率.该项目在分析轧机传动系统扭振产生机理的基础上,研究轧机传动系统动力学模型,建立了反映在各类结构形式和载荷作用下的相对转动系统非线性动力学模型,分析系统在不同外扰激励作用下的平衡稳定性和动态响应,进一步建立了轧机传动系统扭振测量模型,并对测量模型进行了动态响应求解,设计扭振控制器抑制扭振发生,保证轧机主传动系统的稳定运行.
空间柔性结构振动抑制实验系统
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂 运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响,为提高机械臂运行效率提供有效的解 决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部,结合各部件材料及力 学特性,采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型,结合 奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统,经联合求解获得符合实际运动特征的动力 学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案,对时滞影响 的系统进行特殊扩维处理,以得到不显含时滞的控制系统,从而获得有效的控制效果。研 制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。二、 创新点1.研究开发内嵌式压电智能材料作为控制作动器,提出参数补偿线性化方法,将压电 材料本构关系线性化,根据一次刚柔耦合建模理论建立内嵌压电智能材料的柔性空间机械 臂动力学控制模型。2.研究刚柔耦合动力学模型的解耦方法,建立柔性空间机械臂弯曲和扭转振动的独立 控制机制;3.研究分析输入时滞对柔性空间机械臂受控模型的影响,提出一种基于刚柔耦合模型 的时滞稳定性分析方法,形成最佳时滞控制机制。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1611581735931.png"/ /p
高速落料压力机振动抑制技术及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目符合世界高精度、高行程次数、高自动化的发展趋势,其技术先进、经济性好。可为福特DSP工厂四条快速冲压线提供板料。该项目系山东省2013年技术创新立项项目。该项目压机工作台及滑块台面尺寸为4600mm×2500mm,行程次数20~80次/分钟,公称力行程为6.5mm,滑块行程250mm,最大装模高度950mm,封闭高度调节量300mm,前后移动工作台高850mm。该项目的研制,整机达到了国际先进水平,填补多项国内空白,如800吨压机滑块行程次数首次达到80次/分;在全部行程次数范围内,能量均可满足用户冲压要求;主传动首次进行了动态振动分析;偏心体首次做到了在工作状态下达到动态平衡。该高速数控落料压力机与国外同类型相比,完全达到国外同类型产品的各项功能,某些性能上超过国外同类型产品。该机具有全功能PLC,各种故障自动检测、报警、停机装置、自动化控制系统,并充分利用各种先进技术如有限元分析,三维动态模拟技术,使该产品的结构更为合理,噪音低,运行平稳。可以满足用户多种冲压材料的冲裁工艺,为更多的冲压线提供板料。冲压次数高,提高用户零件生产率。
基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法,在铁芯电抗器一边的旁轭上设置短接绕组,当铁芯电抗器主绕组通过交流电流时,在铁芯中产生脉振磁通,在短接绕组中感应产生电动势和电流,短接绕组的电磁过程与短路的变压器副边绕组相同,与短接绕组匝链的总磁通由穿过短接绕组的磁通与短接绕组中的感应电流产生的磁通叠加而成,穿过短接绕组的磁通在相位上滞后于没有穿过短接绕组的磁通,铁芯饼与铁芯饼之间始终存在着电磁力,从而大大削弱电抗器铁芯振动和噪声;通过理论分析及实验证实短接绕组对铁芯电抗器的振动抑制效果明显,本发明不改变铁芯电抗器的总体结构,且短接绕组对绕组绕制工艺要求较低,易于机械加工。
大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
汽轮机、压缩机、风机等大型旋转机械是电力、航空、石化、冶金等国民经济重要行业中广泛使用的关键核心设备,而这类旋转机械普遍存在振动原因复杂、故障特征不清、振动抑制规律不明等基础科学问题,导致机械故障诊断与控制技术在工程应用中受到严格限制,难以满足智能制造和信息化维护管理需求,甚至造成重大安全事故和巨大经济损失。该项目以大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律研究为主线,创新性开展旋转机械故障特征识别规律与智能诊断、机械健康状态评估与工况运行参数预测、多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡研究,提出能及时准确诊断和抑制故障的新方法,以确保设备安全、高效、健康运行,所开发的旋转机械振动检测与智能诊断、轴系无试重虚拟动平衡等新技术成功应用于湘电集团有限公司、哈尔滨汽轮机厂、中国铝业股份有限公司、宁夏石化等设备维护系统中,取得的创新性成果和重要的科学发现如下:旋转机械故障特征识别规律与智能诊断:以汽轮机、风机等早期故障转子为对象,建立含故障的旋转机械动力学模型,揭示出故障状态与信号特征的内在联系,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩和WVD的时频分析早期故障振动信号特征提取新方法,揭示基于相关函数确定权值的多振动信号数据融合规律,设计基于人工神经网络、故障原因-征兆矩阵的故障诊断专家系统,以提高机械故障诊断准确率和智能化。机械健康状态评估与工况运行参数预测:基于状态监测和历史运行数据,建立基于Fuzzy-AHP的设备健康状态综合评价模型,揭示设备健康状态与特征参数之间的内在规律,提出量化评估设备运行状态的新方法;建立带热力耦合作用机制的工作辊热变形低维混合智能模型,揭示热精轧制复杂工况下乳制力、弯辊力和张力等热力耦合作用对轧辊变形的影响规律,提出板带热变形参数在线预测方法,为设备维护与振动控制提供科学依据。多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡:针对汽轮机组、压缩机组等多转子轴系不平衡振动控制问题,建立含不平衡故障的多转子轴系动力学有限元模型,研究轴系振动模态与虚拟加重响应特性,揭示基于动力学特性的大型柔性转子不平衡振动抑制规律,突破常规动平衡模式,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制新原理和方法,设计新的轴系动平衡工艺,为轴系不平衡振动故障抑制提供理论参考和技术支持。项目研究揭示出汽轮机、压缩机、风机等振动故障特征与不平衡振动抑制规律,推动和发展了旋转机械故障诊断与振动控制理论与方法;得到了国家863计划、国家自科基金重点与面上项目等10余项科研资助;根据清华大学图书馆检索报告,发表的20篇主要论文中SCI源刊4篇、EI收录17篇,他引267次,1篇入选ESI高被引论文,他引论文主要发表在包括Mech.Syst.Signal.Pr.,Expert Syst. Appl.等国际重要影响学术期刊上,所提出的新方法和新模型被认为是“interesting”、“offers a new method”等,广被国内外同行们肯定和引用;项目组中1人入选“湖湘青年英才”计划,2人入选湖南省青年骨干教师培养对象,培养毕业博士3名。
大型板带轧机轧辊非线性振动抑制关键技术研究及应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目在国家板带装备及工艺工程技术研究中心和国家基金委的大力支持下,对大型板带轧机中传动系统机电耦合振动及机座垂直振动导致的轧辊非线性振动及其抑制技术进行攻关研究,从系统建模、失稳机理以及振动抑制技术等角度上提出了五项关键技术: 1)提出含轧辊振动因素的动态轧制力建模方法。 2)首次研究轧辊弹塑性对称滞后变形、非对称滞后变形、液压缸分段、多分段约束四类非光滑因素对轧辊振动的影响,并得到出现不同振动行为的参数条件,为合理选择工艺参数的提供依据。 3)综合考虑交流驱动电机的气隙磁场能和机械动能,建立轧机主传动非线性机电耦合动力学模型。 4)提出机电耦合系统中Hopf分岔现象是导致轧机系统失稳振荡的根本原因之一,并将将该结果用以指导主传动系统机电参数设计。 5)提出适合轧机主传动机电耦合系统的非线性扭振控制技术。以上技术已应用在一重集团设计制造的1780和2150连轧机组中,取得了显著的经济和社会效益。
大型转子机械早期故障特征识别与不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
大型转子机械如透平/往复式压缩机、燃气轮机、航空发动机、超超临界汽轮发电机、风力发电机等是国家经济发展和国防建设的关键核心设备。高参数、变工况、长期运行使这类机械尤其是多转子轴系故障变得更加突出,若不能确诊连续运行设备的潜在故障,及时排除早期故障,则会造成灾难性的后果。基于经典信号处理的振动分析法已广泛采用,但如何从含强背景噪声的非平稳动态信号中提取早期故障特征是机械故障诊断研究中的瓶颈,直接关系到故障诊断的准确性和设备安全与可靠性。在国家863、国家973、国家自然科学基金等资助下,该项目借助现代信号处理和控制手段,深入研究大型转子机械早期故障信号的消噪、解调、增强等特征识别法与不平衡振动抑制规律,取得创新性成果和重要科学发现如下:(1)基于小波变换的早期振动故障微弱特征提取。针对转子裂纹、松动、摩擦等早期故障信息弱、信噪比低问题,采用小波变换刻画信号在时频域局部化特征,剥离噪声干扰对信号的影响,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩早期故障微弱特征识别法,达到精准诊断;提出一种基于Curvelet变换和多分类SVM的往复压缩机示功图特征提取法,实现故障识别与早期预警。(2)基手机理的冲击性振动信号特征早期识别。研究风电齿轮、机泵和燃机滚动轴承故障冲击特性机理,构建单周期冲击性机械振动故障信号模型,提出基于适应小波和数学形态学的包络解调法,设计出新型最优ARLW小波滤波器,实现了滤波器截止频率的自动优化选择,工程应用表明对齿轮、轴承早期微弱故障特征识别的性能明显优于传统高通滤波包络解调法。(3)基于声发射的转子机械微弱故障智能识别。针对转子机械早期故障因振动信号特征微弱而难以诊断问题,研究转动部件早期损伤诱发声发射信号的机制,提出基于WVD时频分布的声发射信号特征提取法,识别损伤类型、位置及程度;提出基于稀疏编码收缩的软阈值法,消除小波滤波器通带中噪声并增强滚动轴承故障冲击特征,形成基于声发射的故障智能识别技术。(4)机械振动抑制规律与多转子轴系动平衡法。基于早期故障特征的识别,从响应信号特征关联的角度,提出基于相关函数的相似机械振动故障模式判别法,研究转子不平衡等故障发生发展规律;构建多转子机械轴系动力学有限元模型,研究振动响应特性,揭示转子失衡振动抑制规律,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制法,实现高效、快速动平衡消振。该项目针对大型转子机械早期故障时变非平稳特点,创新性提出三类六种微弱特征识别法,揭示出多转子不平衡振动故障演化及其抑制规律,促进机械故障诊断与振动控制理论发展;8篇代表性论文SCI他引291次、总他引365次,单篇最高SCI他引143次,入选ESI高被引论文,被来自美、英、德等同行专家引用在MSSP、EAAI等机械故障诊断领域国际知名期刊上;项目开发形成的机械状态监测与故障预警、轴系虚拟动平衡等新技术,已成功应用于湘电风能、哈尔滨汽轮机厂、北京天然气管道、大庆石化等企业设备维护系统中,实时监测上千台(套)核心装备,有效预报排故800余台次,避免多起国家重大安全生产事故,产生经济和社会效益显著。
找到7项技术成果数据。
找技术 >板带轧机非稳态轧制过程的振动抑制及监测技术研究与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
现代轧制设备朝大型化、高荷载、高速化、连续和自动化的方向发展,近年来,以板带材为主的高强度带钢的市场需求量不断增加,随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高,轧机扭振问题更显突出,由于缺乏有效的测量手段,扭振不能得到及时有效的抑制,限制轧制速度提高,影响产品质量和生产效率.该项目在分析轧机传动系统扭振产生机理的基础上,研究轧机传动系统动力学模型,建立了反映在各类结构形式和载荷作用下的相对转动系统非线性动力学模型,分析系统在不同外扰激励作用下的平衡稳定性和动态响应,进一步建立了轧机传动系统扭振测量模型,并对测量模型进行了动态响应求解,设计扭振控制器抑制扭振发生,保证轧机主传动系统的稳定运行.
空间柔性结构振动抑制实验系统
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂 运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响,为提高机械臂运行效率提供有效的解 决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部,结合各部件材料及力 学特性,采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型,结合 奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统,经联合求解获得符合实际运动特征的动力 学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案,对时滞影响 的系统进行特殊扩维处理,以得到不显含时滞的控制系统,从而获得有效的控制效果。研 制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。二、 创新点1.研究开发内嵌式压电智能材料作为控制作动器,提出参数补偿线性化方法,将压电 材料本构关系线性化,根据一次刚柔耦合建模理论建立内嵌压电智能材料的柔性空间机械 臂动力学控制模型。2.研究刚柔耦合动力学模型的解耦方法,建立柔性空间机械臂弯曲和扭转振动的独立 控制机制;3.研究分析输入时滞对柔性空间机械臂受控模型的影响,提出一种基于刚柔耦合模型 的时滞稳定性分析方法,形成最佳时滞控制机制。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1611581735931.png"/ /p
高速落料压力机振动抑制技术及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目符合世界高精度、高行程次数、高自动化的发展趋势,其技术先进、经济性好。可为福特DSP工厂四条快速冲压线提供板料。该项目系山东省2013年技术创新立项项目。该项目压机工作台及滑块台面尺寸为4600mm×2500mm,行程次数20~80次/分钟,公称力行程为6.5mm,滑块行程250mm,最大装模高度950mm,封闭高度调节量300mm,前后移动工作台高850mm。该项目的研制,整机达到了国际先进水平,填补多项国内空白,如800吨压机滑块行程次数首次达到80次/分;在全部行程次数范围内,能量均可满足用户冲压要求;主传动首次进行了动态振动分析;偏心体首次做到了在工作状态下达到动态平衡。该高速数控落料压力机与国外同类型相比,完全达到国外同类型产品的各项功能,某些性能上超过国外同类型产品。该机具有全功能PLC,各种故障自动检测、报警、停机装置、自动化控制系统,并充分利用各种先进技术如有限元分析,三维动态模拟技术,使该产品的结构更为合理,噪音低,运行平稳。可以满足用户多种冲压材料的冲裁工艺,为更多的冲压线提供板料。冲压次数高,提高用户零件生产率。
基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法,在铁芯电抗器一边的旁轭上设置短接绕组,当铁芯电抗器主绕组通过交流电流时,在铁芯中产生脉振磁通,在短接绕组中感应产生电动势和电流,短接绕组的电磁过程与短路的变压器副边绕组相同,与短接绕组匝链的总磁通由穿过短接绕组的磁通与短接绕组中的感应电流产生的磁通叠加而成,穿过短接绕组的磁通在相位上滞后于没有穿过短接绕组的磁通,铁芯饼与铁芯饼之间始终存在着电磁力,从而大大削弱电抗器铁芯振动和噪声;通过理论分析及实验证实短接绕组对铁芯电抗器的振动抑制效果明显,本发明不改变铁芯电抗器的总体结构,且短接绕组对绕组绕制工艺要求较低,易于机械加工。
大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
汽轮机、压缩机、风机等大型旋转机械是电力、航空、石化、冶金等国民经济重要行业中广泛使用的关键核心设备,而这类旋转机械普遍存在振动原因复杂、故障特征不清、振动抑制规律不明等基础科学问题,导致机械故障诊断与控制技术在工程应用中受到严格限制,难以满足智能制造和信息化维护管理需求,甚至造成重大安全事故和巨大经济损失。该项目以大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律研究为主线,创新性开展旋转机械故障特征识别规律与智能诊断、机械健康状态评估与工况运行参数预测、多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡研究,提出能及时准确诊断和抑制故障的新方法,以确保设备安全、高效、健康运行,所开发的旋转机械振动检测与智能诊断、轴系无试重虚拟动平衡等新技术成功应用于湘电集团有限公司、哈尔滨汽轮机厂、中国铝业股份有限公司、宁夏石化等设备维护系统中,取得的创新性成果和重要的科学发现如下:旋转机械故障特征识别规律与智能诊断:以汽轮机、风机等早期故障转子为对象,建立含故障的旋转机械动力学模型,揭示出故障状态与信号特征的内在联系,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩和WVD的时频分析早期故障振动信号特征提取新方法,揭示基于相关函数确定权值的多振动信号数据融合规律,设计基于人工神经网络、故障原因-征兆矩阵的故障诊断专家系统,以提高机械故障诊断准确率和智能化。机械健康状态评估与工况运行参数预测:基于状态监测和历史运行数据,建立基于Fuzzy-AHP的设备健康状态综合评价模型,揭示设备健康状态与特征参数之间的内在规律,提出量化评估设备运行状态的新方法;建立带热力耦合作用机制的工作辊热变形低维混合智能模型,揭示热精轧制复杂工况下乳制力、弯辊力和张力等热力耦合作用对轧辊变形的影响规律,提出板带热变形参数在线预测方法,为设备维护与振动控制提供科学依据。多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡:针对汽轮机组、压缩机组等多转子轴系不平衡振动控制问题,建立含不平衡故障的多转子轴系动力学有限元模型,研究轴系振动模态与虚拟加重响应特性,揭示基于动力学特性的大型柔性转子不平衡振动抑制规律,突破常规动平衡模式,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制新原理和方法,设计新的轴系动平衡工艺,为轴系不平衡振动故障抑制提供理论参考和技术支持。项目研究揭示出汽轮机、压缩机、风机等振动故障特征与不平衡振动抑制规律,推动和发展了旋转机械故障诊断与振动控制理论与方法;得到了国家863计划、国家自科基金重点与面上项目等10余项科研资助;根据清华大学图书馆检索报告,发表的20篇主要论文中SCI源刊4篇、EI收录17篇,他引267次,1篇入选ESI高被引论文,他引论文主要发表在包括Mech.Syst.Signal.Pr.,Expert Syst. Appl.等国际重要影响学术期刊上,所提出的新方法和新模型被认为是“interesting”、“offers a new method”等,广被国内外同行们肯定和引用;项目组中1人入选“湖湘青年英才”计划,2人入选湖南省青年骨干教师培养对象,培养毕业博士3名。
大型板带轧机轧辊非线性振动抑制关键技术研究及应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目在国家板带装备及工艺工程技术研究中心和国家基金委的大力支持下,对大型板带轧机中传动系统机电耦合振动及机座垂直振动导致的轧辊非线性振动及其抑制技术进行攻关研究,从系统建模、失稳机理以及振动抑制技术等角度上提出了五项关键技术: 1)提出含轧辊振动因素的动态轧制力建模方法。 2)首次研究轧辊弹塑性对称滞后变形、非对称滞后变形、液压缸分段、多分段约束四类非光滑因素对轧辊振动的影响,并得到出现不同振动行为的参数条件,为合理选择工艺参数的提供依据。 3)综合考虑交流驱动电机的气隙磁场能和机械动能,建立轧机主传动非线性机电耦合动力学模型。 4)提出机电耦合系统中Hopf分岔现象是导致轧机系统失稳振荡的根本原因之一,并将将该结果用以指导主传动系统机电参数设计。 5)提出适合轧机主传动机电耦合系统的非线性扭振控制技术。以上技术已应用在一重集团设计制造的1780和2150连轧机组中,取得了显著的经济和社会效益。
大型转子机械早期故障特征识别与不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
大型转子机械如透平/往复式压缩机、燃气轮机、航空发动机、超超临界汽轮发电机、风力发电机等是国家经济发展和国防建设的关键核心设备。高参数、变工况、长期运行使这类机械尤其是多转子轴系故障变得更加突出,若不能确诊连续运行设备的潜在故障,及时排除早期故障,则会造成灾难性的后果。基于经典信号处理的振动分析法已广泛采用,但如何从含强背景噪声的非平稳动态信号中提取早期故障特征是机械故障诊断研究中的瓶颈,直接关系到故障诊断的准确性和设备安全与可靠性。在国家863、国家973、国家自然科学基金等资助下,该项目借助现代信号处理和控制手段,深入研究大型转子机械早期故障信号的消噪、解调、增强等特征识别法与不平衡振动抑制规律,取得创新性成果和重要科学发现如下:(1)基于小波变换的早期振动故障微弱特征提取。针对转子裂纹、松动、摩擦等早期故障信息弱、信噪比低问题,采用小波变换刻画信号在时频域局部化特征,剥离噪声干扰对信号的影响,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩早期故障微弱特征识别法,达到精准诊断;提出一种基于Curvelet变换和多分类SVM的往复压缩机示功图特征提取法,实现故障识别与早期预警。(2)基手机理的冲击性振动信号特征早期识别。研究风电齿轮、机泵和燃机滚动轴承故障冲击特性机理,构建单周期冲击性机械振动故障信号模型,提出基于适应小波和数学形态学的包络解调法,设计出新型最优ARLW小波滤波器,实现了滤波器截止频率的自动优化选择,工程应用表明对齿轮、轴承早期微弱故障特征识别的性能明显优于传统高通滤波包络解调法。(3)基于声发射的转子机械微弱故障智能识别。针对转子机械早期故障因振动信号特征微弱而难以诊断问题,研究转动部件早期损伤诱发声发射信号的机制,提出基于WVD时频分布的声发射信号特征提取法,识别损伤类型、位置及程度;提出基于稀疏编码收缩的软阈值法,消除小波滤波器通带中噪声并增强滚动轴承故障冲击特征,形成基于声发射的故障智能识别技术。(4)机械振动抑制规律与多转子轴系动平衡法。基于早期故障特征的识别,从响应信号特征关联的角度,提出基于相关函数的相似机械振动故障模式判别法,研究转子不平衡等故障发生发展规律;构建多转子机械轴系动力学有限元模型,研究振动响应特性,揭示转子失衡振动抑制规律,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制法,实现高效、快速动平衡消振。该项目针对大型转子机械早期故障时变非平稳特点,创新性提出三类六种微弱特征识别法,揭示出多转子不平衡振动故障演化及其抑制规律,促进机械故障诊断与振动控制理论发展;8篇代表性论文SCI他引291次、总他引365次,单篇最高SCI他引143次,入选ESI高被引论文,被来自美、英、德等同行专家引用在MSSP、EAAI等机械故障诊断领域国际知名期刊上;项目开发形成的机械状态监测与故障预警、轴系虚拟动平衡等新技术,已成功应用于湘电风能、哈尔滨汽轮机厂、北京天然气管道、大庆石化等企业设备维护系统中,实时监测上千台(套)核心装备,有效预报排故800余台次,避免多起国家重大安全生产事故,产生经济和社会效益显著。
找到7项技术成果数据。
找技术 >板带轧机非稳态轧制过程的振动抑制及监测技术研究与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
现代轧制设备朝大型化、高荷载、高速化、连续和自动化的方向发展,近年来,以板带材为主的高强度带钢的市场需求量不断增加,随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高,轧机扭振问题更显突出,由于缺乏有效的测量手段,扭振不能得到及时有效的抑制,限制轧制速度提高,影响产品质量和生产效率.该项目在分析轧机传动系统扭振产生机理的基础上,研究轧机传动系统动力学模型,建立了反映在各类结构形式和载荷作用下的相对转动系统非线性动力学模型,分析系统在不同外扰激励作用下的平衡稳定性和动态响应,进一步建立了轧机传动系统扭振测量模型,并对测量模型进行了动态响应求解,设计扭振控制器抑制扭振发生,保证轧机主传动系统的稳定运行.
空间柔性结构振动抑制实验系统
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂 运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响,为提高机械臂运行效率提供有效的解 决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部,结合各部件材料及力 学特性,采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型,结合 奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统,经联合求解获得符合实际运动特征的动力 学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案,对时滞影响 的系统进行特殊扩维处理,以得到不显含时滞的控制系统,从而获得有效的控制效果。研 制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。二、 创新点1.研究开发内嵌式压电智能材料作为控制作动器,提出参数补偿线性化方法,将压电 材料本构关系线性化,根据一次刚柔耦合建模理论建立内嵌压电智能材料的柔性空间机械 臂动力学控制模型。2.研究刚柔耦合动力学模型的解耦方法,建立柔性空间机械臂弯曲和扭转振动的独立 控制机制;3.研究分析输入时滞对柔性空间机械臂受控模型的影响,提出一种基于刚柔耦合模型 的时滞稳定性分析方法,形成最佳时滞控制机制。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1611581735931.png"/ /p
高速落料压力机振动抑制技术及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目符合世界高精度、高行程次数、高自动化的发展趋势,其技术先进、经济性好。可为福特DSP工厂四条快速冲压线提供板料。该项目系山东省2013年技术创新立项项目。该项目压机工作台及滑块台面尺寸为4600mm×2500mm,行程次数20~80次/分钟,公称力行程为6.5mm,滑块行程250mm,最大装模高度950mm,封闭高度调节量300mm,前后移动工作台高850mm。该项目的研制,整机达到了国际先进水平,填补多项国内空白,如800吨压机滑块行程次数首次达到80次/分;在全部行程次数范围内,能量均可满足用户冲压要求;主传动首次进行了动态振动分析;偏心体首次做到了在工作状态下达到动态平衡。该高速数控落料压力机与国外同类型相比,完全达到国外同类型产品的各项功能,某些性能上超过国外同类型产品。该机具有全功能PLC,各种故障自动检测、报警、停机装置、自动化控制系统,并充分利用各种先进技术如有限元分析,三维动态模拟技术,使该产品的结构更为合理,噪音低,运行平稳。可以满足用户多种冲压材料的冲裁工艺,为更多的冲压线提供板料。冲压次数高,提高用户零件生产率。
基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法,在铁芯电抗器一边的旁轭上设置短接绕组,当铁芯电抗器主绕组通过交流电流时,在铁芯中产生脉振磁通,在短接绕组中感应产生电动势和电流,短接绕组的电磁过程与短路的变压器副边绕组相同,与短接绕组匝链的总磁通由穿过短接绕组的磁通与短接绕组中的感应电流产生的磁通叠加而成,穿过短接绕组的磁通在相位上滞后于没有穿过短接绕组的磁通,铁芯饼与铁芯饼之间始终存在着电磁力,从而大大削弱电抗器铁芯振动和噪声;通过理论分析及实验证实短接绕组对铁芯电抗器的振动抑制效果明显,本发明不改变铁芯电抗器的总体结构,且短接绕组对绕组绕制工艺要求较低,易于机械加工。
大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
汽轮机、压缩机、风机等大型旋转机械是电力、航空、石化、冶金等国民经济重要行业中广泛使用的关键核心设备,而这类旋转机械普遍存在振动原因复杂、故障特征不清、振动抑制规律不明等基础科学问题,导致机械故障诊断与控制技术在工程应用中受到严格限制,难以满足智能制造和信息化维护管理需求,甚至造成重大安全事故和巨大经济损失。该项目以大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律研究为主线,创新性开展旋转机械故障特征识别规律与智能诊断、机械健康状态评估与工况运行参数预测、多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡研究,提出能及时准确诊断和抑制故障的新方法,以确保设备安全、高效、健康运行,所开发的旋转机械振动检测与智能诊断、轴系无试重虚拟动平衡等新技术成功应用于湘电集团有限公司、哈尔滨汽轮机厂、中国铝业股份有限公司、宁夏石化等设备维护系统中,取得的创新性成果和重要的科学发现如下:旋转机械故障特征识别规律与智能诊断:以汽轮机、风机等早期故障转子为对象,建立含故障的旋转机械动力学模型,揭示出故障状态与信号特征的内在联系,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩和WVD的时频分析早期故障振动信号特征提取新方法,揭示基于相关函数确定权值的多振动信号数据融合规律,设计基于人工神经网络、故障原因-征兆矩阵的故障诊断专家系统,以提高机械故障诊断准确率和智能化。机械健康状态评估与工况运行参数预测:基于状态监测和历史运行数据,建立基于Fuzzy-AHP的设备健康状态综合评价模型,揭示设备健康状态与特征参数之间的内在规律,提出量化评估设备运行状态的新方法;建立带热力耦合作用机制的工作辊热变形低维混合智能模型,揭示热精轧制复杂工况下乳制力、弯辊力和张力等热力耦合作用对轧辊变形的影响规律,提出板带热变形参数在线预测方法,为设备维护与振动控制提供科学依据。多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡:针对汽轮机组、压缩机组等多转子轴系不平衡振动控制问题,建立含不平衡故障的多转子轴系动力学有限元模型,研究轴系振动模态与虚拟加重响应特性,揭示基于动力学特性的大型柔性转子不平衡振动抑制规律,突破常规动平衡模式,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制新原理和方法,设计新的轴系动平衡工艺,为轴系不平衡振动故障抑制提供理论参考和技术支持。项目研究揭示出汽轮机、压缩机、风机等振动故障特征与不平衡振动抑制规律,推动和发展了旋转机械故障诊断与振动控制理论与方法;得到了国家863计划、国家自科基金重点与面上项目等10余项科研资助;根据清华大学图书馆检索报告,发表的20篇主要论文中SCI源刊4篇、EI收录17篇,他引267次,1篇入选ESI高被引论文,他引论文主要发表在包括Mech.Syst.Signal.Pr.,Expert Syst. Appl.等国际重要影响学术期刊上,所提出的新方法和新模型被认为是“interesting”、“offers a new method”等,广被国内外同行们肯定和引用;项目组中1人入选“湖湘青年英才”计划,2人入选湖南省青年骨干教师培养对象,培养毕业博士3名。
大型板带轧机轧辊非线性振动抑制关键技术研究及应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目在国家板带装备及工艺工程技术研究中心和国家基金委的大力支持下,对大型板带轧机中传动系统机电耦合振动及机座垂直振动导致的轧辊非线性振动及其抑制技术进行攻关研究,从系统建模、失稳机理以及振动抑制技术等角度上提出了五项关键技术: 1)提出含轧辊振动因素的动态轧制力建模方法。 2)首次研究轧辊弹塑性对称滞后变形、非对称滞后变形、液压缸分段、多分段约束四类非光滑因素对轧辊振动的影响,并得到出现不同振动行为的参数条件,为合理选择工艺参数的提供依据。 3)综合考虑交流驱动电机的气隙磁场能和机械动能,建立轧机主传动非线性机电耦合动力学模型。 4)提出机电耦合系统中Hopf分岔现象是导致轧机系统失稳振荡的根本原因之一,并将将该结果用以指导主传动系统机电参数设计。 5)提出适合轧机主传动机电耦合系统的非线性扭振控制技术。以上技术已应用在一重集团设计制造的1780和2150连轧机组中,取得了显著的经济和社会效益。
大型转子机械早期故障特征识别与不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
大型转子机械如透平/往复式压缩机、燃气轮机、航空发动机、超超临界汽轮发电机、风力发电机等是国家经济发展和国防建设的关键核心设备。高参数、变工况、长期运行使这类机械尤其是多转子轴系故障变得更加突出,若不能确诊连续运行设备的潜在故障,及时排除早期故障,则会造成灾难性的后果。基于经典信号处理的振动分析法已广泛采用,但如何从含强背景噪声的非平稳动态信号中提取早期故障特征是机械故障诊断研究中的瓶颈,直接关系到故障诊断的准确性和设备安全与可靠性。在国家863、国家973、国家自然科学基金等资助下,该项目借助现代信号处理和控制手段,深入研究大型转子机械早期故障信号的消噪、解调、增强等特征识别法与不平衡振动抑制规律,取得创新性成果和重要科学发现如下:(1)基于小波变换的早期振动故障微弱特征提取。针对转子裂纹、松动、摩擦等早期故障信息弱、信噪比低问题,采用小波变换刻画信号在时频域局部化特征,剥离噪声干扰对信号的影响,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩早期故障微弱特征识别法,达到精准诊断;提出一种基于Curvelet变换和多分类SVM的往复压缩机示功图特征提取法,实现故障识别与早期预警。(2)基手机理的冲击性振动信号特征早期识别。研究风电齿轮、机泵和燃机滚动轴承故障冲击特性机理,构建单周期冲击性机械振动故障信号模型,提出基于适应小波和数学形态学的包络解调法,设计出新型最优ARLW小波滤波器,实现了滤波器截止频率的自动优化选择,工程应用表明对齿轮、轴承早期微弱故障特征识别的性能明显优于传统高通滤波包络解调法。(3)基于声发射的转子机械微弱故障智能识别。针对转子机械早期故障因振动信号特征微弱而难以诊断问题,研究转动部件早期损伤诱发声发射信号的机制,提出基于WVD时频分布的声发射信号特征提取法,识别损伤类型、位置及程度;提出基于稀疏编码收缩的软阈值法,消除小波滤波器通带中噪声并增强滚动轴承故障冲击特征,形成基于声发射的故障智能识别技术。(4)机械振动抑制规律与多转子轴系动平衡法。基于早期故障特征的识别,从响应信号特征关联的角度,提出基于相关函数的相似机械振动故障模式判别法,研究转子不平衡等故障发生发展规律;构建多转子机械轴系动力学有限元模型,研究振动响应特性,揭示转子失衡振动抑制规律,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制法,实现高效、快速动平衡消振。该项目针对大型转子机械早期故障时变非平稳特点,创新性提出三类六种微弱特征识别法,揭示出多转子不平衡振动故障演化及其抑制规律,促进机械故障诊断与振动控制理论发展;8篇代表性论文SCI他引291次、总他引365次,单篇最高SCI他引143次,入选ESI高被引论文,被来自美、英、德等同行专家引用在MSSP、EAAI等机械故障诊断领域国际知名期刊上;项目开发形成的机械状态监测与故障预警、轴系虚拟动平衡等新技术,已成功应用于湘电风能、哈尔滨汽轮机厂、北京天然气管道、大庆石化等企业设备维护系统中,实时监测上千台(套)核心装备,有效预报排故800余台次,避免多起国家重大安全生产事故,产生经济和社会效益显著。
找到7项技术成果数据。
找技术 >板带轧机非稳态轧制过程的振动抑制及监测技术研究与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
现代轧制设备朝大型化、高荷载、高速化、连续和自动化的方向发展,近年来,以板带材为主的高强度带钢的市场需求量不断增加,随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高,轧机扭振问题更显突出,由于缺乏有效的测量手段,扭振不能得到及时有效的抑制,限制轧制速度提高,影响产品质量和生产效率.该项目在分析轧机传动系统扭振产生机理的基础上,研究轧机传动系统动力学模型,建立了反映在各类结构形式和载荷作用下的相对转动系统非线性动力学模型,分析系统在不同外扰激励作用下的平衡稳定性和动态响应,进一步建立了轧机传动系统扭振测量模型,并对测量模型进行了动态响应求解,设计扭振控制器抑制扭振发生,保证轧机主传动系统的稳定运行.
空间柔性结构振动抑制实验系统
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂 运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响,为提高机械臂运行效率提供有效的解 决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部,结合各部件材料及力 学特性,采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型,结合 奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统,经联合求解获得符合实际运动特征的动力 学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案,对时滞影响 的系统进行特殊扩维处理,以得到不显含时滞的控制系统,从而获得有效的控制效果。研 制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。二、 创新点1.研究开发内嵌式压电智能材料作为控制作动器,提出参数补偿线性化方法,将压电 材料本构关系线性化,根据一次刚柔耦合建模理论建立内嵌压电智能材料的柔性空间机械 臂动力学控制模型。2.研究刚柔耦合动力学模型的解耦方法,建立柔性空间机械臂弯曲和扭转振动的独立 控制机制;3.研究分析输入时滞对柔性空间机械臂受控模型的影响,提出一种基于刚柔耦合模型 的时滞稳定性分析方法,形成最佳时滞控制机制。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1611581735931.png"/ /p
高速落料压力机振动抑制技术及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目符合世界高精度、高行程次数、高自动化的发展趋势,其技术先进、经济性好。可为福特DSP工厂四条快速冲压线提供板料。该项目系山东省2013年技术创新立项项目。该项目压机工作台及滑块台面尺寸为4600mm×2500mm,行程次数20~80次/分钟,公称力行程为6.5mm,滑块行程250mm,最大装模高度950mm,封闭高度调节量300mm,前后移动工作台高850mm。该项目的研制,整机达到了国际先进水平,填补多项国内空白,如800吨压机滑块行程次数首次达到80次/分;在全部行程次数范围内,能量均可满足用户冲压要求;主传动首次进行了动态振动分析;偏心体首次做到了在工作状态下达到动态平衡。该高速数控落料压力机与国外同类型相比,完全达到国外同类型产品的各项功能,某些性能上超过国外同类型产品。该机具有全功能PLC,各种故障自动检测、报警、停机装置、自动化控制系统,并充分利用各种先进技术如有限元分析,三维动态模拟技术,使该产品的结构更为合理,噪音低,运行平稳。可以满足用户多种冲压材料的冲裁工艺,为更多的冲压线提供板料。冲压次数高,提高用户零件生产率。
基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法,在铁芯电抗器一边的旁轭上设置短接绕组,当铁芯电抗器主绕组通过交流电流时,在铁芯中产生脉振磁通,在短接绕组中感应产生电动势和电流,短接绕组的电磁过程与短路的变压器副边绕组相同,与短接绕组匝链的总磁通由穿过短接绕组的磁通与短接绕组中的感应电流产生的磁通叠加而成,穿过短接绕组的磁通在相位上滞后于没有穿过短接绕组的磁通,铁芯饼与铁芯饼之间始终存在着电磁力,从而大大削弱电抗器铁芯振动和噪声;通过理论分析及实验证实短接绕组对铁芯电抗器的振动抑制效果明显,本发明不改变铁芯电抗器的总体结构,且短接绕组对绕组绕制工艺要求较低,易于机械加工。
大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
汽轮机、压缩机、风机等大型旋转机械是电力、航空、石化、冶金等国民经济重要行业中广泛使用的关键核心设备,而这类旋转机械普遍存在振动原因复杂、故障特征不清、振动抑制规律不明等基础科学问题,导致机械故障诊断与控制技术在工程应用中受到严格限制,难以满足智能制造和信息化维护管理需求,甚至造成重大安全事故和巨大经济损失。该项目以大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律研究为主线,创新性开展旋转机械故障特征识别规律与智能诊断、机械健康状态评估与工况运行参数预测、多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡研究,提出能及时准确诊断和抑制故障的新方法,以确保设备安全、高效、健康运行,所开发的旋转机械振动检测与智能诊断、轴系无试重虚拟动平衡等新技术成功应用于湘电集团有限公司、哈尔滨汽轮机厂、中国铝业股份有限公司、宁夏石化等设备维护系统中,取得的创新性成果和重要的科学发现如下:旋转机械故障特征识别规律与智能诊断:以汽轮机、风机等早期故障转子为对象,建立含故障的旋转机械动力学模型,揭示出故障状态与信号特征的内在联系,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩和WVD的时频分析早期故障振动信号特征提取新方法,揭示基于相关函数确定权值的多振动信号数据融合规律,设计基于人工神经网络、故障原因-征兆矩阵的故障诊断专家系统,以提高机械故障诊断准确率和智能化。机械健康状态评估与工况运行参数预测:基于状态监测和历史运行数据,建立基于Fuzzy-AHP的设备健康状态综合评价模型,揭示设备健康状态与特征参数之间的内在规律,提出量化评估设备运行状态的新方法;建立带热力耦合作用机制的工作辊热变形低维混合智能模型,揭示热精轧制复杂工况下乳制力、弯辊力和张力等热力耦合作用对轧辊变形的影响规律,提出板带热变形参数在线预测方法,为设备维护与振动控制提供科学依据。多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡:针对汽轮机组、压缩机组等多转子轴系不平衡振动控制问题,建立含不平衡故障的多转子轴系动力学有限元模型,研究轴系振动模态与虚拟加重响应特性,揭示基于动力学特性的大型柔性转子不平衡振动抑制规律,突破常规动平衡模式,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制新原理和方法,设计新的轴系动平衡工艺,为轴系不平衡振动故障抑制提供理论参考和技术支持。项目研究揭示出汽轮机、压缩机、风机等振动故障特征与不平衡振动抑制规律,推动和发展了旋转机械故障诊断与振动控制理论与方法;得到了国家863计划、国家自科基金重点与面上项目等10余项科研资助;根据清华大学图书馆检索报告,发表的20篇主要论文中SCI源刊4篇、EI收录17篇,他引267次,1篇入选ESI高被引论文,他引论文主要发表在包括Mech.Syst.Signal.Pr.,Expert Syst. Appl.等国际重要影响学术期刊上,所提出的新方法和新模型被认为是“interesting”、“offers a new method”等,广被国内外同行们肯定和引用;项目组中1人入选“湖湘青年英才”计划,2人入选湖南省青年骨干教师培养对象,培养毕业博士3名。
大型板带轧机轧辊非线性振动抑制关键技术研究及应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目在国家板带装备及工艺工程技术研究中心和国家基金委的大力支持下,对大型板带轧机中传动系统机电耦合振动及机座垂直振动导致的轧辊非线性振动及其抑制技术进行攻关研究,从系统建模、失稳机理以及振动抑制技术等角度上提出了五项关键技术: 1)提出含轧辊振动因素的动态轧制力建模方法。 2)首次研究轧辊弹塑性对称滞后变形、非对称滞后变形、液压缸分段、多分段约束四类非光滑因素对轧辊振动的影响,并得到出现不同振动行为的参数条件,为合理选择工艺参数的提供依据。 3)综合考虑交流驱动电机的气隙磁场能和机械动能,建立轧机主传动非线性机电耦合动力学模型。 4)提出机电耦合系统中Hopf分岔现象是导致轧机系统失稳振荡的根本原因之一,并将将该结果用以指导主传动系统机电参数设计。 5)提出适合轧机主传动机电耦合系统的非线性扭振控制技术。以上技术已应用在一重集团设计制造的1780和2150连轧机组中,取得了显著的经济和社会效益。
大型转子机械早期故障特征识别与不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
大型转子机械如透平/往复式压缩机、燃气轮机、航空发动机、超超临界汽轮发电机、风力发电机等是国家经济发展和国防建设的关键核心设备。高参数、变工况、长期运行使这类机械尤其是多转子轴系故障变得更加突出,若不能确诊连续运行设备的潜在故障,及时排除早期故障,则会造成灾难性的后果。基于经典信号处理的振动分析法已广泛采用,但如何从含强背景噪声的非平稳动态信号中提取早期故障特征是机械故障诊断研究中的瓶颈,直接关系到故障诊断的准确性和设备安全与可靠性。在国家863、国家973、国家自然科学基金等资助下,该项目借助现代信号处理和控制手段,深入研究大型转子机械早期故障信号的消噪、解调、增强等特征识别法与不平衡振动抑制规律,取得创新性成果和重要科学发现如下:(1)基于小波变换的早期振动故障微弱特征提取。针对转子裂纹、松动、摩擦等早期故障信息弱、信噪比低问题,采用小波变换刻画信号在时频域局部化特征,剥离噪声干扰对信号的影响,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩早期故障微弱特征识别法,达到精准诊断;提出一种基于Curvelet变换和多分类SVM的往复压缩机示功图特征提取法,实现故障识别与早期预警。(2)基手机理的冲击性振动信号特征早期识别。研究风电齿轮、机泵和燃机滚动轴承故障冲击特性机理,构建单周期冲击性机械振动故障信号模型,提出基于适应小波和数学形态学的包络解调法,设计出新型最优ARLW小波滤波器,实现了滤波器截止频率的自动优化选择,工程应用表明对齿轮、轴承早期微弱故障特征识别的性能明显优于传统高通滤波包络解调法。(3)基于声发射的转子机械微弱故障智能识别。针对转子机械早期故障因振动信号特征微弱而难以诊断问题,研究转动部件早期损伤诱发声发射信号的机制,提出基于WVD时频分布的声发射信号特征提取法,识别损伤类型、位置及程度;提出基于稀疏编码收缩的软阈值法,消除小波滤波器通带中噪声并增强滚动轴承故障冲击特征,形成基于声发射的故障智能识别技术。(4)机械振动抑制规律与多转子轴系动平衡法。基于早期故障特征的识别,从响应信号特征关联的角度,提出基于相关函数的相似机械振动故障模式判别法,研究转子不平衡等故障发生发展规律;构建多转子机械轴系动力学有限元模型,研究振动响应特性,揭示转子失衡振动抑制规律,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制法,实现高效、快速动平衡消振。该项目针对大型转子机械早期故障时变非平稳特点,创新性提出三类六种微弱特征识别法,揭示出多转子不平衡振动故障演化及其抑制规律,促进机械故障诊断与振动控制理论发展;8篇代表性论文SCI他引291次、总他引365次,单篇最高SCI他引143次,入选ESI高被引论文,被来自美、英、德等同行专家引用在MSSP、EAAI等机械故障诊断领域国际知名期刊上;项目开发形成的机械状态监测与故障预警、轴系虚拟动平衡等新技术,已成功应用于湘电风能、哈尔滨汽轮机厂、北京天然气管道、大庆石化等企业设备维护系统中,实时监测上千台(套)核心装备,有效预报排故800余台次,避免多起国家重大安全生产事故,产生经济和社会效益显著。
找到7项技术成果数据。
找技术 >板带轧机非稳态轧制过程的振动抑制及监测技术研究与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
现代轧制设备朝大型化、高荷载、高速化、连续和自动化的方向发展,近年来,以板带材为主的高强度带钢的市场需求量不断增加,随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高,轧机扭振问题更显突出,由于缺乏有效的测量手段,扭振不能得到及时有效的抑制,限制轧制速度提高,影响产品质量和生产效率.该项目在分析轧机传动系统扭振产生机理的基础上,研究轧机传动系统动力学模型,建立了反映在各类结构形式和载荷作用下的相对转动系统非线性动力学模型,分析系统在不同外扰激励作用下的平衡稳定性和动态响应,进一步建立了轧机传动系统扭振测量模型,并对测量模型进行了动态响应求解,设计扭振控制器抑制扭振发生,保证轧机主传动系统的稳定运行.
空间柔性结构振动抑制实验系统
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂 运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响,为提高机械臂运行效率提供有效的解 决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部,结合各部件材料及力 学特性,采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型,结合 奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统,经联合求解获得符合实际运动特征的动力 学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案,对时滞影响 的系统进行特殊扩维处理,以得到不显含时滞的控制系统,从而获得有效的控制效果。研 制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。二、 创新点1.研究开发内嵌式压电智能材料作为控制作动器,提出参数补偿线性化方法,将压电 材料本构关系线性化,根据一次刚柔耦合建模理论建立内嵌压电智能材料的柔性空间机械 臂动力学控制模型。2.研究刚柔耦合动力学模型的解耦方法,建立柔性空间机械臂弯曲和扭转振动的独立 控制机制;3.研究分析输入时滞对柔性空间机械臂受控模型的影响,提出一种基于刚柔耦合模型 的时滞稳定性分析方法,形成最佳时滞控制机制。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1611581735931.png"/ /p
高速落料压力机振动抑制技术及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目符合世界高精度、高行程次数、高自动化的发展趋势,其技术先进、经济性好。可为福特DSP工厂四条快速冲压线提供板料。该项目系山东省2013年技术创新立项项目。该项目压机工作台及滑块台面尺寸为4600mm×2500mm,行程次数20~80次/分钟,公称力行程为6.5mm,滑块行程250mm,最大装模高度950mm,封闭高度调节量300mm,前后移动工作台高850mm。该项目的研制,整机达到了国际先进水平,填补多项国内空白,如800吨压机滑块行程次数首次达到80次/分;在全部行程次数范围内,能量均可满足用户冲压要求;主传动首次进行了动态振动分析;偏心体首次做到了在工作状态下达到动态平衡。该高速数控落料压力机与国外同类型相比,完全达到国外同类型产品的各项功能,某些性能上超过国外同类型产品。该机具有全功能PLC,各种故障自动检测、报警、停机装置、自动化控制系统,并充分利用各种先进技术如有限元分析,三维动态模拟技术,使该产品的结构更为合理,噪音低,运行平稳。可以满足用户多种冲压材料的冲裁工艺,为更多的冲压线提供板料。冲压次数高,提高用户零件生产率。
基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法,在铁芯电抗器一边的旁轭上设置短接绕组,当铁芯电抗器主绕组通过交流电流时,在铁芯中产生脉振磁通,在短接绕组中感应产生电动势和电流,短接绕组的电磁过程与短路的变压器副边绕组相同,与短接绕组匝链的总磁通由穿过短接绕组的磁通与短接绕组中的感应电流产生的磁通叠加而成,穿过短接绕组的磁通在相位上滞后于没有穿过短接绕组的磁通,铁芯饼与铁芯饼之间始终存在着电磁力,从而大大削弱电抗器铁芯振动和噪声;通过理论分析及实验证实短接绕组对铁芯电抗器的振动抑制效果明显,本发明不改变铁芯电抗器的总体结构,且短接绕组对绕组绕制工艺要求较低,易于机械加工。
大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
汽轮机、压缩机、风机等大型旋转机械是电力、航空、石化、冶金等国民经济重要行业中广泛使用的关键核心设备,而这类旋转机械普遍存在振动原因复杂、故障特征不清、振动抑制规律不明等基础科学问题,导致机械故障诊断与控制技术在工程应用中受到严格限制,难以满足智能制造和信息化维护管理需求,甚至造成重大安全事故和巨大经济损失。该项目以大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律研究为主线,创新性开展旋转机械故障特征识别规律与智能诊断、机械健康状态评估与工况运行参数预测、多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡研究,提出能及时准确诊断和抑制故障的新方法,以确保设备安全、高效、健康运行,所开发的旋转机械振动检测与智能诊断、轴系无试重虚拟动平衡等新技术成功应用于湘电集团有限公司、哈尔滨汽轮机厂、中国铝业股份有限公司、宁夏石化等设备维护系统中,取得的创新性成果和重要的科学发现如下:旋转机械故障特征识别规律与智能诊断:以汽轮机、风机等早期故障转子为对象,建立含故障的旋转机械动力学模型,揭示出故障状态与信号特征的内在联系,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩和WVD的时频分析早期故障振动信号特征提取新方法,揭示基于相关函数确定权值的多振动信号数据融合规律,设计基于人工神经网络、故障原因-征兆矩阵的故障诊断专家系统,以提高机械故障诊断准确率和智能化。机械健康状态评估与工况运行参数预测:基于状态监测和历史运行数据,建立基于Fuzzy-AHP的设备健康状态综合评价模型,揭示设备健康状态与特征参数之间的内在规律,提出量化评估设备运行状态的新方法;建立带热力耦合作用机制的工作辊热变形低维混合智能模型,揭示热精轧制复杂工况下乳制力、弯辊力和张力等热力耦合作用对轧辊变形的影响规律,提出板带热变形参数在线预测方法,为设备维护与振动控制提供科学依据。多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡:针对汽轮机组、压缩机组等多转子轴系不平衡振动控制问题,建立含不平衡故障的多转子轴系动力学有限元模型,研究轴系振动模态与虚拟加重响应特性,揭示基于动力学特性的大型柔性转子不平衡振动抑制规律,突破常规动平衡模式,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制新原理和方法,设计新的轴系动平衡工艺,为轴系不平衡振动故障抑制提供理论参考和技术支持。项目研究揭示出汽轮机、压缩机、风机等振动故障特征与不平衡振动抑制规律,推动和发展了旋转机械故障诊断与振动控制理论与方法;得到了国家863计划、国家自科基金重点与面上项目等10余项科研资助;根据清华大学图书馆检索报告,发表的20篇主要论文中SCI源刊4篇、EI收录17篇,他引267次,1篇入选ESI高被引论文,他引论文主要发表在包括Mech.Syst.Signal.Pr.,Expert Syst. Appl.等国际重要影响学术期刊上,所提出的新方法和新模型被认为是“interesting”、“offers a new method”等,广被国内外同行们肯定和引用;项目组中1人入选“湖湘青年英才”计划,2人入选湖南省青年骨干教师培养对象,培养毕业博士3名。
大型板带轧机轧辊非线性振动抑制关键技术研究及应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目在国家板带装备及工艺工程技术研究中心和国家基金委的大力支持下,对大型板带轧机中传动系统机电耦合振动及机座垂直振动导致的轧辊非线性振动及其抑制技术进行攻关研究,从系统建模、失稳机理以及振动抑制技术等角度上提出了五项关键技术: 1)提出含轧辊振动因素的动态轧制力建模方法。 2)首次研究轧辊弹塑性对称滞后变形、非对称滞后变形、液压缸分段、多分段约束四类非光滑因素对轧辊振动的影响,并得到出现不同振动行为的参数条件,为合理选择工艺参数的提供依据。 3)综合考虑交流驱动电机的气隙磁场能和机械动能,建立轧机主传动非线性机电耦合动力学模型。 4)提出机电耦合系统中Hopf分岔现象是导致轧机系统失稳振荡的根本原因之一,并将将该结果用以指导主传动系统机电参数设计。 5)提出适合轧机主传动机电耦合系统的非线性扭振控制技术。以上技术已应用在一重集团设计制造的1780和2150连轧机组中,取得了显著的经济和社会效益。
大型转子机械早期故障特征识别与不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
大型转子机械如透平/往复式压缩机、燃气轮机、航空发动机、超超临界汽轮发电机、风力发电机等是国家经济发展和国防建设的关键核心设备。高参数、变工况、长期运行使这类机械尤其是多转子轴系故障变得更加突出,若不能确诊连续运行设备的潜在故障,及时排除早期故障,则会造成灾难性的后果。基于经典信号处理的振动分析法已广泛采用,但如何从含强背景噪声的非平稳动态信号中提取早期故障特征是机械故障诊断研究中的瓶颈,直接关系到故障诊断的准确性和设备安全与可靠性。在国家863、国家973、国家自然科学基金等资助下,该项目借助现代信号处理和控制手段,深入研究大型转子机械早期故障信号的消噪、解调、增强等特征识别法与不平衡振动抑制规律,取得创新性成果和重要科学发现如下:(1)基于小波变换的早期振动故障微弱特征提取。针对转子裂纹、松动、摩擦等早期故障信息弱、信噪比低问题,采用小波变换刻画信号在时频域局部化特征,剥离噪声干扰对信号的影响,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩早期故障微弱特征识别法,达到精准诊断;提出一种基于Curvelet变换和多分类SVM的往复压缩机示功图特征提取法,实现故障识别与早期预警。(2)基手机理的冲击性振动信号特征早期识别。研究风电齿轮、机泵和燃机滚动轴承故障冲击特性机理,构建单周期冲击性机械振动故障信号模型,提出基于适应小波和数学形态学的包络解调法,设计出新型最优ARLW小波滤波器,实现了滤波器截止频率的自动优化选择,工程应用表明对齿轮、轴承早期微弱故障特征识别的性能明显优于传统高通滤波包络解调法。(3)基于声发射的转子机械微弱故障智能识别。针对转子机械早期故障因振动信号特征微弱而难以诊断问题,研究转动部件早期损伤诱发声发射信号的机制,提出基于WVD时频分布的声发射信号特征提取法,识别损伤类型、位置及程度;提出基于稀疏编码收缩的软阈值法,消除小波滤波器通带中噪声并增强滚动轴承故障冲击特征,形成基于声发射的故障智能识别技术。(4)机械振动抑制规律与多转子轴系动平衡法。基于早期故障特征的识别,从响应信号特征关联的角度,提出基于相关函数的相似机械振动故障模式判别法,研究转子不平衡等故障发生发展规律;构建多转子机械轴系动力学有限元模型,研究振动响应特性,揭示转子失衡振动抑制规律,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制法,实现高效、快速动平衡消振。该项目针对大型转子机械早期故障时变非平稳特点,创新性提出三类六种微弱特征识别法,揭示出多转子不平衡振动故障演化及其抑制规律,促进机械故障诊断与振动控制理论发展;8篇代表性论文SCI他引291次、总他引365次,单篇最高SCI他引143次,入选ESI高被引论文,被来自美、英、德等同行专家引用在MSSP、EAAI等机械故障诊断领域国际知名期刊上;项目开发形成的机械状态监测与故障预警、轴系虚拟动平衡等新技术,已成功应用于湘电风能、哈尔滨汽轮机厂、北京天然气管道、大庆石化等企业设备维护系统中,实时监测上千台(套)核心装备,有效预报排故800余台次,避免多起国家重大安全生产事故,产生经济和社会效益显著。
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找技术 >板带轧机非稳态轧制过程的振动抑制及监测技术研究与应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
现代轧制设备朝大型化、高荷载、高速化、连续和自动化的方向发展,近年来,以板带材为主的高强度带钢的市场需求量不断增加,随着轧制速度、轧材强度和板材品质要求的提高,轧机扭振问题更显突出,由于缺乏有效的测量手段,扭振不能得到及时有效的抑制,限制轧制速度提高,影响产品质量和生产效率.该项目在分析轧机传动系统扭振产生机理的基础上,研究轧机传动系统动力学模型,建立了反映在各类结构形式和载荷作用下的相对转动系统非线性动力学模型,分析系统在不同外扰激励作用下的平衡稳定性和动态响应,进一步建立了轧机传动系统扭振测量模型,并对测量模型进行了动态响应求解,设计扭振控制器抑制扭振发生,保证轧机主传动系统的稳定运行.
空间柔性结构振动抑制实验系统
成熟度:正在研发
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
p 一、 成果简介本成果针对柔性空间机械臂运行过程中产生的振动进行主动控制研究。以消除机械臂 运动过程中振动对轨迹跟踪和定位控制精度的影响,为提高机械臂运行效率提供有效的解 决方法。通过采用压电智能材料作为控制作动装置嵌入机械臂内部,结合各部件材料及力 学特性,采用符号建模方法建立空间机械臂刚体运动-弹性振动的刚柔耦合受控模型,结合 奇异摄动理论建立机械臂系统的快慢变子系统,经联合求解获得符合实际运动特征的动力 学响应。分别考虑系统在无时滞和存在系统时滞两种情况下的振动控制方案,对时滞影响 的系统进行特殊扩维处理,以得到不显含时滞的控制系统,从而获得有效的控制效果。研 制开发一套用于空间柔性结构动力学及振动抑制的演示系统。二、 创新点1.研究开发内嵌式压电智能材料作为控制作动器,提出参数补偿线性化方法,将压电 材料本构关系线性化,根据一次刚柔耦合建模理论建立内嵌压电智能材料的柔性空间机械 臂动力学控制模型。2.研究刚柔耦合动力学模型的解耦方法,建立柔性空间机械臂弯曲和扭转振动的独立 控制机制;3.研究分析输入时滞对柔性空间机械臂受控模型的影响,提出一种基于刚柔耦合模型 的时滞稳定性分析方法,形成最佳时滞控制机制。img title="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" alt="e:\k8008\qiuchengcai\桌面\成果图片\南航成果图片\机械\图片57.png" src="https://ue-upload.1633.com/2020/0429/1611581735931.png"/ /p
高速落料压力机振动抑制技术及产业化
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
该项目符合世界高精度、高行程次数、高自动化的发展趋势,其技术先进、经济性好。可为福特DSP工厂四条快速冲压线提供板料。该项目系山东省2013年技术创新立项项目。该项目压机工作台及滑块台面尺寸为4600mm×2500mm,行程次数20~80次/分钟,公称力行程为6.5mm,滑块行程250mm,最大装模高度950mm,封闭高度调节量300mm,前后移动工作台高850mm。该项目的研制,整机达到了国际先进水平,填补多项国内空白,如800吨压机滑块行程次数首次达到80次/分;在全部行程次数范围内,能量均可满足用户冲压要求;主传动首次进行了动态振动分析;偏心体首次做到了在工作状态下达到动态平衡。该高速数控落料压力机与国外同类型相比,完全达到国外同类型产品的各项功能,某些性能上超过国外同类型产品。该机具有全功能PLC,各种故障自动检测、报警、停机装置、自动化控制系统,并充分利用各种先进技术如有限元分析,三维动态模拟技术,使该产品的结构更为合理,噪音低,运行平稳。可以满足用户多种冲压材料的冲裁工艺,为更多的冲压线提供板料。冲压次数高,提高用户零件生产率。
基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法
成熟度:正在研发
技术类型:发明
应用行业:制造业
技术简介
本发明公开了一种基于短接绕组的铁芯电抗器振动抑制方法,在铁芯电抗器一边的旁轭上设置短接绕组,当铁芯电抗器主绕组通过交流电流时,在铁芯中产生脉振磁通,在短接绕组中感应产生电动势和电流,短接绕组的电磁过程与短路的变压器副边绕组相同,与短接绕组匝链的总磁通由穿过短接绕组的磁通与短接绕组中的感应电流产生的磁通叠加而成,穿过短接绕组的磁通在相位上滞后于没有穿过短接绕组的磁通,铁芯饼与铁芯饼之间始终存在着电磁力,从而大大削弱电抗器铁芯振动和噪声;通过理论分析及实验证实短接绕组对铁芯电抗器的振动抑制效果明显,本发明不改变铁芯电抗器的总体结构,且短接绕组对绕组绕制工艺要求较低,易于机械加工。
大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
汽轮机、压缩机、风机等大型旋转机械是电力、航空、石化、冶金等国民经济重要行业中广泛使用的关键核心设备,而这类旋转机械普遍存在振动原因复杂、故障特征不清、振动抑制规律不明等基础科学问题,导致机械故障诊断与控制技术在工程应用中受到严格限制,难以满足智能制造和信息化维护管理需求,甚至造成重大安全事故和巨大经济损失。该项目以大型旋转机械振动故障特征识别与多转子不平衡振动抑制规律研究为主线,创新性开展旋转机械故障特征识别规律与智能诊断、机械健康状态评估与工况运行参数预测、多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡研究,提出能及时准确诊断和抑制故障的新方法,以确保设备安全、高效、健康运行,所开发的旋转机械振动检测与智能诊断、轴系无试重虚拟动平衡等新技术成功应用于湘电集团有限公司、哈尔滨汽轮机厂、中国铝业股份有限公司、宁夏石化等设备维护系统中,取得的创新性成果和重要的科学发现如下:旋转机械故障特征识别规律与智能诊断:以汽轮机、风机等早期故障转子为对象,建立含故障的旋转机械动力学模型,揭示出故障状态与信号特征的内在联系,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩和WVD的时频分析早期故障振动信号特征提取新方法,揭示基于相关函数确定权值的多振动信号数据融合规律,设计基于人工神经网络、故障原因-征兆矩阵的故障诊断专家系统,以提高机械故障诊断准确率和智能化。机械健康状态评估与工况运行参数预测:基于状态监测和历史运行数据,建立基于Fuzzy-AHP的设备健康状态综合评价模型,揭示设备健康状态与特征参数之间的内在规律,提出量化评估设备运行状态的新方法;建立带热力耦合作用机制的工作辊热变形低维混合智能模型,揭示热精轧制复杂工况下乳制力、弯辊力和张力等热力耦合作用对轧辊变形的影响规律,提出板带热变形参数在线预测方法,为设备维护与振动控制提供科学依据。多转子轴系不平衡振动抑制规律与动平衡:针对汽轮机组、压缩机组等多转子轴系不平衡振动控制问题,建立含不平衡故障的多转子轴系动力学有限元模型,研究轴系振动模态与虚拟加重响应特性,揭示基于动力学特性的大型柔性转子不平衡振动抑制规律,突破常规动平衡模式,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制新原理和方法,设计新的轴系动平衡工艺,为轴系不平衡振动故障抑制提供理论参考和技术支持。项目研究揭示出汽轮机、压缩机、风机等振动故障特征与不平衡振动抑制规律,推动和发展了旋转机械故障诊断与振动控制理论与方法;得到了国家863计划、国家自科基金重点与面上项目等10余项科研资助;根据清华大学图书馆检索报告,发表的20篇主要论文中SCI源刊4篇、EI收录17篇,他引267次,1篇入选ESI高被引论文,他引论文主要发表在包括Mech.Syst.Signal.Pr.,Expert Syst. Appl.等国际重要影响学术期刊上,所提出的新方法和新模型被认为是“interesting”、“offers a new method”等,广被国内外同行们肯定和引用;项目组中1人入选“湖湘青年英才”计划,2人入选湖南省青年骨干教师培养对象,培养毕业博士3名。
大型板带轧机轧辊非线性振动抑制关键技术研究及应用
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:制造业
技术简介
本项目在国家板带装备及工艺工程技术研究中心和国家基金委的大力支持下,对大型板带轧机中传动系统机电耦合振动及机座垂直振动导致的轧辊非线性振动及其抑制技术进行攻关研究,从系统建模、失稳机理以及振动抑制技术等角度上提出了五项关键技术: 1)提出含轧辊振动因素的动态轧制力建模方法。 2)首次研究轧辊弹塑性对称滞后变形、非对称滞后变形、液压缸分段、多分段约束四类非光滑因素对轧辊振动的影响,并得到出现不同振动行为的参数条件,为合理选择工艺参数的提供依据。 3)综合考虑交流驱动电机的气隙磁场能和机械动能,建立轧机主传动非线性机电耦合动力学模型。 4)提出机电耦合系统中Hopf分岔现象是导致轧机系统失稳振荡的根本原因之一,并将将该结果用以指导主传动系统机电参数设计。 5)提出适合轧机主传动机电耦合系统的非线性扭振控制技术。以上技术已应用在一重集团设计制造的1780和2150连轧机组中,取得了显著的经济和社会效益。
大型转子机械早期故障特征识别与不平衡振动抑制规律
成熟度:-
技术类型:-
应用行业:科学研究和技术服务业
技术简介
大型转子机械如透平/往复式压缩机、燃气轮机、航空发动机、超超临界汽轮发电机、风力发电机等是国家经济发展和国防建设的关键核心设备。高参数、变工况、长期运行使这类机械尤其是多转子轴系故障变得更加突出,若不能确诊连续运行设备的潜在故障,及时排除早期故障,则会造成灾难性的后果。基于经典信号处理的振动分析法已广泛采用,但如何从含强背景噪声的非平稳动态信号中提取早期故障特征是机械故障诊断研究中的瓶颈,直接关系到故障诊断的准确性和设备安全与可靠性。在国家863、国家973、国家自然科学基金等资助下,该项目借助现代信号处理和控制手段,深入研究大型转子机械早期故障信号的消噪、解调、增强等特征识别法与不平衡振动抑制规律,取得创新性成果和重要科学发现如下:(1)基于小波变换的早期振动故障微弱特征提取。针对转子裂纹、松动、摩擦等早期故障信息弱、信噪比低问题,采用小波变换刻画信号在时频域局部化特征,剥离噪声干扰对信号的影响,提出基于WPD-EMD分解的IMF能量矩早期故障微弱特征识别法,达到精准诊断;提出一种基于Curvelet变换和多分类SVM的往复压缩机示功图特征提取法,实现故障识别与早期预警。(2)基手机理的冲击性振动信号特征早期识别。研究风电齿轮、机泵和燃机滚动轴承故障冲击特性机理,构建单周期冲击性机械振动故障信号模型,提出基于适应小波和数学形态学的包络解调法,设计出新型最优ARLW小波滤波器,实现了滤波器截止频率的自动优化选择,工程应用表明对齿轮、轴承早期微弱故障特征识别的性能明显优于传统高通滤波包络解调法。(3)基于声发射的转子机械微弱故障智能识别。针对转子机械早期故障因振动信号特征微弱而难以诊断问题,研究转动部件早期损伤诱发声发射信号的机制,提出基于WVD时频分布的声发射信号特征提取法,识别损伤类型、位置及程度;提出基于稀疏编码收缩的软阈值法,消除小波滤波器通带中噪声并增强滚动轴承故障冲击特征,形成基于声发射的故障智能识别技术。(4)机械振动抑制规律与多转子轴系动平衡法。基于早期故障特征的识别,从响应信号特征关联的角度,提出基于相关函数的相似机械振动故障模式判别法,研究转子不平衡等故障发生发展规律;构建多转子机械轴系动力学有限元模型,研究振动响应特性,揭示转子失衡振动抑制规律,提出基于虚拟动平衡的多转子轴系不平衡振动抑制法,实现高效、快速动平衡消振。该项目针对大型转子机械早期故障时变非平稳特点,创新性提出三类六种微弱特征识别法,揭示出多转子不平衡振动故障演化及其抑制规律,促进机械故障诊断与振动控制理论发展;8篇代表性论文SCI他引291次、总他引365次,单篇最高SCI他引143次,入选ESI高被引论文,被来自美、英、德等同行专家引用在MSSP、EAAI等机械故障诊断领域国际知名期刊上;项目开发形成的机械状态监测与故障预警、轴系虚拟动平衡等新技术,已成功应用于湘电风能、哈尔滨汽轮机厂、北京天然气管道、大庆石化等企业设备维护系统中,实时监测上千台(套)核心装备,有效预报排故800余台次,避免多起国家重大安全生产事故,产生经济和社会效益显著。