随着科技发展, 各类工程设备的工作和运行环境变得越来越复杂. 作为机械设备的关键零部件, 滚动轴承在长期大载荷、强冲击等复杂工况下, 极易产生各种故障, 导致机械工作状况恶化. 针对轴承的故障预测与健康管理技术应运而生. 若能在故障发生初期即进行准确、可靠的检测和诊断, 则有助于进行及时维修, 避免严重事故的发生. 早期故障检测已成为PHM的关键技术环节之一. 近年来, 随着传感技术和机器学习技术的快速发展, 数据驱动的智能化故障检测和诊断技术受到更多人的关注. 如何利用历史采集的状态监控数据、提高目标轴承早期故障检测结果的准确性和稳定性成为研究热点和难点, 具有明确的学术价值和应用需求.本文关注的是不停机情况下的早期故障在线检测问题. 这种方式有助于实时评估轴承工作状态, 避免因等待停机检查而产生延误、造成经济损失, 因此对早期故障的在线检测越来越受到工业界的重视。盈蓓德科技顺应行业发展趋势,搭建一套基于旋转类设备温度,振动状态监测、故障判断的预测性维护系统。旋转机械监测控制策略
基于交流电机的特征量:通过故障机理分析可知,交流电机运行过程中,其故障与否必然表现为一些特征参量的变化,根据诊断需要,选择有代表性的特征参量为该设备在线监测的被测信号,准确地提取这些故障特征量,这是故障诊断的关键。故障特征量,特别是反映早期故障征兆的信号往往比较弱,而相应的背景噪声比较弱,常规的监测方法,因受传感器的准确性、微处理器的速度、A/D转换的分辨率与转换速度等硬件条件的限制,以及一般的数据处理方式的不足,很难满足提取这些特征量的要求,需要采用一些特殊的电工测量手段与信号处理方法。例如小波变换原理的应用。电机故障的现代分析方法:基于信号变换的诊断方法电机设备的许多故障信息是以调制的形式存在于所监测的电气信号及振动信号之中,如果借助于某种变换对这些信号进行解调处理,就能方便地获得故障特征信息,以确定电机设备所发生的故障类型。南通变速箱监测价格时间域、频率域以及角度域的NVH分析方法,对汽车动力总成的各种故障进行实时识别、监测和诊断。
目前设备状态监测及故障预警若干关键技术可归纳如下:(1)揭示设备运行状态机械动态特性劣化演变规律。设备由非故障运行状态劣化为故障运行状态,其机械动态特性通常有一个发展演变过程。需揭示劣化过程及故障变化演变规律及发展特点,分析故障产生机理、发展原因和发展模式,构建劣化演变机械动态特性模型。(2)提取设备运行状态发展趋势特征。在役设备往往具有复杂运行状态,在长历程运行中工况和负载等非故障因素造成信号能量变化,故障趋势信息往往被非故障变化信息淹没,需较大程度上消除非故障变化造成的冗余信息,进而构建预测模型。若提取到敏感特征分量因子及模式,有望实现典型部件部位分析。
低信噪比微弱信号特征早期故障的信号处理。早期故障信息具有明显的低信噪比微弱信号的特征,为实现早期故障有效分析,涉及方法包括:多传感系统检测及信息融合,非平稳及非线性信号处理,故障征兆量和损伤征兆量信号分析,噪声规律与特点分析,以及相关数据挖掘、盲源分离、粗糙集等方法。故障预测模型构建。构建基于智能信息系统的设备早期故障预测模型,这类模型大致有两个途径,分别是物理信息预测模型以及数据信息预测模型,或构建这两类预测模型相融合的预测模型。运行状态劣化的相关评价参数、模式及准则。如表征设备状态发展的参数及特征模式,状态发展评价准则及条件,面向安全保障的决策理论方法,稳定性、可靠性及维修性评估依据及判据等。物联网声学监控系统以音频数据,辅以其他设备参数,通过物联网技术实现设备状态的远程感知,基于AI神经网络技术,计算并提取设备音频特征,从而实现设备运行状态的实时评估与故障的早期识别。帮助企业用户提升生产效率,保证生产安全,优化生产决策。盈蓓德科技开发的监测系统实现了对电动机(马达)等旋转设备关键参数实时监测,掌握设备运行状态。
电机状态监测和振动分析提供加速度计选择的建议。这些建议基于直流和非同步交流电机的常见故障。这些常见故障可通过振动分析检测出来,包括机械和电气故障。重点是传感器的频率范围及其安装方法,以便可靠地检测这些故障。例如,考虑以几百赫兹的周期性频率(称为故障频率)发生的撞击事件,但每个事件的能量可从起始点带走,频率在低至千赫范围内。因此,用于检测撞击、摩擦和凹槽等事件的传感器应在几百赫兹到20千赫的宽频范围内响应。对于传统的机械故障,如平衡和对准,频率范围从约0.2倍的运行速度到50-60倍的运行速度是足够的。电气故障需要机械故障所需的低频和高频段。电机会同时出现机械和电气故障,这会导致振动。只要安装的振动传感器具有足够的带宽和灵敏度,就可以检测到这些故障。机械故障伴随着冲击、摩擦和疲劳,会产生比电气故障频率更强的振动,但凹槽除外。凹槽产生的振动频率与摩擦频率大致相同。如果传感器的带宽和安装方法足以检测机械故障,那么它们也将检测电气故障。监测利用各种传感器在电机运行时对电机的状态提取相关数据。故障诊断使用计算机及其相应智能软件。南通功能监测方案
电机监测系统可以预判电机故障,发现潜在风险,防止代价高昂的停机并提高设备性能。旋转机械监测控制策略
刀具监测主要采用人工、离线和在线检测三种策略。人工检测是指工人在加工过程中可以凭经验检查刀具的状态;离线检测是在加工前专门对刀具进行检测,预测其寿命,看是否能胜任当前的加工;在线检测又称实时检测、监测,是在加工过程中对刀具进行实时检测,并根据检测结果做出相应的处理。目前刀具检测的算法有很多,有的是利用理论计算刀具上应力的变化来判断刀具的损伤.有的是利用时间序列分析来检测刀具,有的是利用神经网络技术来检测刀具。还有的是利用小波变换理论和神经网络技术来检测刀具,但都是以理论为主。考虑到刀具的塑性损伤在数控加工中很少发生,磨损对数控加工的安全性影响很小,并且可以通过离线检测进行加工,通过在线检测,可以判断微裂纹在当前载荷条件下是否会扩展。如果有可能扩大,我们认为载荷是危险的,通过减少刀具的进给量来减少刀具上的载荷,以保证刀具的安全性。旋转机械监测控制策略