發(fā)布時間：2020-06-08 04:55

【摘要】： 作為機(jī)械設(shè)備摩擦學(xué)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷及視情維護(hù)的重要手段,油液分析簡捷有效、針對性強(qiáng),尤其對于潤滑系統(tǒng)設(shè)備磨損及油品狀態(tài)的監(jiān)測。目前,隨著油液監(jiān)測應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛、程度逐步加深,對其核心信息(如光譜分析、鐵譜分析信息)的特征提取、知識發(fā)現(xiàn)成為油液分析研究的重難點(diǎn)。當(dāng)前已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際的監(jiān)測系統(tǒng),在數(shù)據(jù)的特征提取方面沒有考慮到采樣和分析時“噪聲”(數(shù)據(jù)干擾)的影響,在選擇監(jiān)測手段及其屬性時主觀性較強(qiáng),診斷時過分依賴專家,往往不可避免地導(dǎo)致分析和診斷的精確性、針對性、普遍性不夠,嚴(yán)重阻礙了油液監(jiān)測技術(shù)的有效推廣。鑒于此,本文根據(jù)機(jī)械設(shè)備磨損的特點(diǎn),結(jié)合油液監(jiān)測手段及檢測信息的特點(diǎn),從信息層及其特征層的多個角度研究設(shè)備磨損和油品的關(guān)鍵特征,建立了一套較為完整的油液監(jiān)測多技術(shù)多屬性綜合集成分析與診斷體系及專家系統(tǒng)。實(shí)踐表明,該系統(tǒng)提高了油液檢測信息變化過程的監(jiān)控能力和故障診斷的準(zhǔn)確率。 實(shí)踐方面,根據(jù)本文的研究,為上汽基金合作者——上海通用汽車公司大型自動沖壓線建立了一套較為完整的關(guān)于磨損和油品的分析與診斷標(biāo)準(zhǔn),形成了多技術(shù)多屬性綜合集成分析專家系統(tǒng),為其潤滑系統(tǒng)提供了油液分析的技術(shù)支持,確保機(jī)器的正常運(yùn)行,并從故障診斷及其預(yù)防角度達(dá)到可觀的效果和經(jīng)濟(jì)效益。 本文在完善傳統(tǒng)理論和方法方面取得了突破,并在探索新理論、方法方面進(jìn)行了研究,取得了成果。根據(jù)油液監(jiān)測手段及其檢測信息的特點(diǎn),應(yīng)用層次分析法、奇異值分解、小波包分析、K-means聚類、粗糙集等理論和方法較為全面地對油液監(jiān)測信息進(jìn)行處理,提取特征、發(fā)現(xiàn)知識,豐富并發(fā)展了新的油液信息處理技術(shù)。 通過對油液監(jiān)測手段及其檢測信息與潤滑系統(tǒng)磨損和油品相關(guān)性的深入分析,結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用層次分析法分別建立了針對磨損和油品的油液分析手段及其屬性權(quán)重模型,形成包含各專家偏好信息的判斷矩陣,通過奇異值分解,充分利用反應(yīng)所有偏好信息的左右特征向量,獲得了油液綜合分析時監(jiān)測手段及其屬性在反應(yīng)設(shè)備磨損狀態(tài)和油品時的權(quán)重排序,從而解決了油液綜合分析時監(jiān)測手段及其關(guān)鍵特征屬性的選擇這個原來僅憑經(jīng)驗(yàn)判斷的問題,使油液分析有章可循,針對性、診斷力增強(qiáng),為油液分析診斷標(biāo)準(zhǔn)的建立做好了準(zhǔn)備,并在實(shí)際項目中得到了驗(yàn)證。 關(guān)于光譜分析磨損狀態(tài)和油品狀態(tài)診斷準(zhǔn)則的建立,指出并驗(yàn)證了常用的傳統(tǒng)三線值法邊界特征過大的不足,提出了改進(jìn)的方法——改進(jìn)三線值法,即在用小波包降噪原監(jiān)測信號后,應(yīng)用降噪過程確定的更為合適的小波函數(shù),分解降噪信號得到關(guān)于磨損狀態(tài)和油品狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)信息和奇異信息,并從中提取特征。在聚類特征方面,通過K-means法聚類降噪信號得到輪廓特征和質(zhì)心特征。這樣聯(lián)合改進(jìn)三線值法得到的邊界特征,獲得多線值特征,建立判斷準(zhǔn)則。通過應(yīng)用對比,突出了利用原始檢測信息的傳統(tǒng)“三線值”法的不足,反襯了多線值法更有效、更有實(shí)際意義。另外,從邊界特征、聚類特征、屬性在信息層和特征層的相關(guān)性這三個方面證明了降噪的必要性。 根據(jù)應(yīng)用層次分析法獲得的、分析鐵譜各種顆粒信息關(guān)于判斷磨損狀態(tài)和油品時的優(yōu)先權(quán)重,結(jié)合粗糙集在不完備信息和決策表的應(yīng)用以及設(shè)備的摩擦學(xué)特性,建立了基于分析鐵譜的知識挖掘模型,通過對分析鐵譜信息進(jìn)行屬性約簡知識挖掘,簡化了磨損狀態(tài)和油品狀態(tài)決策系統(tǒng)的關(guān)鍵屬性,得到了具體簡潔的診斷規(guī)則。 最后,根據(jù)機(jī)械設(shè)備潤滑系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測的客觀需要,深入分析各油液監(jiān)測手段的優(yōu)缺點(diǎn)、監(jiān)測信息間的關(guān)聯(lián)性以及不同監(jiān)測手段組合的功能,建立了多技術(shù)多屬性綜合集成分析與診斷體系。應(yīng)用之前所提的方法和獲得的規(guī)則,及融合案例推理和規(guī)則推理的智能集成推理,形成了融合深淺知識的專家系統(tǒng)。通過在該汽車公司一條沖壓線八臺沖壓機(jī)、上海外高橋船廠八臺空壓機(jī)的三年實(shí)踐,不斷反饋修正,該專家系統(tǒng)分析診斷能力得到增強(qiáng)、完善,具有操作簡單、可在單機(jī)、網(wǎng)絡(luò)并行應(yīng)用的特點(diǎn),且具有遠(yuǎn)程性,為油液分析提供遠(yuǎn)程診斷的橋梁及向在線式發(fā)展的優(yōu)勢。
【圖文】：

態(tài)和預(yù)測故障，并確定故障原因、類型和部位的技術(shù)。油液可在線采集，，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的動態(tài)檢測和故障診斷，因此油液分析技術(shù)是目前機(jī)械設(shè)備磨損檢測和故障診斷中的一項極為重要的技術(shù)。1.4.1 油液分析的重要性油液分析在機(jī)械設(shè)備使用維護(hù)階段的重要性已無需再說，這兒強(qiáng)調(diào)的是在機(jī)械設(shè)備的開發(fā)階段的摩擦學(xué)設(shè)計及生產(chǎn)階段的重要性。在開發(fā)階段，對生產(chǎn)的樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，要掌握整個過程的傳動系統(tǒng)尤其各關(guān)鍵摩擦副的磨擦磨損情況，以進(jìn)行反饋設(shè)計。同時，對所用油液的理化性能、使用性能在整個過程的變化以及對與磨損的互動影響需要通過油液監(jiān)測密切跟蹤。在生產(chǎn)階段，對生產(chǎn)質(zhì)量的控制和保持質(zhì)量的長期穩(wěn)定性是提高產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵之一。同一型號的產(chǎn)品很有必要進(jìn)行包括油液分析的狀態(tài)監(jiān)測和故障預(yù)報，制定出科學(xué)合理的使用維護(hù)手冊，包括常規(guī)的磨合期、故障預(yù)報的準(zhǔn)則、規(guī)范取樣以及換油周期等。

潤滑油消耗量下降了 83%各種泵的大修下降了 90%與潤滑有關(guān)的失效下降了 90%圖 1-1 全面展示了新日鐵于 1976-1996 年期間，在設(shè)備可靠性方面所取得的成績。用了 20 年的時間，新日鐵將設(shè)備失效率（包括潤滑、機(jī)械、電氣和結(jié)構(gòu)等失效，任何一個導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)超過某一時間如 30 分鐘的停機(jī)事件即一次失效）， 從 365 個/月降到了 12 個/月，其中與潤滑有關(guān)的失效占 75%左右！圖 1-2 揭示了實(shí)行狀態(tài)基的污染控制后液壓油的消耗。這樣，在成本上將有很大的降低而在產(chǎn)量上會有很大的提升[88]！
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH165.3

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)會議論文 前1條

1 張冠楠;王曉麗;尹艷麗;李永哲;高飛;陳江;;油液監(jiān)測技術(shù)及其在機(jī)械設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用[A];2011年全國青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 饒慧;基于知識服務(wù)的船舶動力系統(tǒng)遠(yuǎn)程診斷中心的設(shè)計與開發(fā)[D];武漢理工大學(xué);2010年

本文編號：2702571