船舶机舱旋转机械的振动测试与分析

对船舶机舱内主要旋转机械(包括分油机、机舱泵浦、增压器轴承、辅助鼓风机和中间轴承)的表面振动进行测试,并对测试系统的组成和振动测点布置进行介绍。对振动信号的时域波形和频谱进行分析,证实这些典型船舶机舱旋转机械具有与陆上旋转机械相同的振动特性,其频谱都具有与基频成整数倍关系的频率特征,为船舶设备的状态监测和故障诊断提供一种实用的监测方法。     

Labview控制技术在船舶动力系统机械监控中的应用

船舶动力系统含有大量复杂的零部件,由于长期的往复运动,且工作条件恶劣,动力系统的机械结构很容易发生故障。为了保障船舶动力系统的可靠、高效运行,必须要对船舶动力系统的机械运动进行合理的监控。传统的监控系统采用振动分析等技术,信号精度较差,本文结合虚拟仪器技术Labview平台,通过建立船舶动力系统模型和传感器模型等,开发了一种基于Labview的船舶动力系统的监控系统。     

基于EEMD和EIIKF的船舶轴系状态趋势预测研究

监测、分析、预测轴系的状态数据对保障船舶动力系统正常工作具有重要意义。基于船舶轴系振动状态监测,提出集合经验模态分解(EEMD)和增强型间歇性未知输入卡尔曼滤波器(EIIKF)相结合的故障趋势预测方法。在进行模态分解前,通过加入白噪声信号优化信号的可分解性,避免出现模态混叠。进而对滤波重构后的信号进行序贯分析得到振动信号的特征曲线,采用EIIKF方法对特征曲线分析预测,并通过引入间歇性参数,对部分未知输入项带来的不确定性进行补偿。在此基础上通过故障判别模型进行故障诊断,实现基于轴系振动信号的故障预测。利用实测故障样本数据对所提出的方法进行验证,其预测结果的及时性和准确性均优于一般模态分解和卡尔曼滤波器预测的方法,验证了改进后方法的有效性和优越性。     

基于共振解调技术的船舶柴油机故障诊断研究与仿真

柴油机推进是最可靠、最成熟的船舶推进技术。目前,几乎所有的大吨位舰船都采用了柴油机推进。在船舶运行过程中,柴油主机可能会出现磨损、变形、腐蚀等故障,严重影响船舶的正常运行。振动信号分析是船舶柴油机故障诊断的重要方式,柴油机的振动信号包含大量信息,柴油机的齿轮、轴承等发生故障时会产生各种冲击信号,采用共振解调技术分析这些振动信号,可以有效的获取故障类型和严重程度,有助于提高船舶柴油机故障诊断的水平。本文系统介绍了柴油机故障的类型,并研究了基于共振解调技术的柴油机故障诊断与仿真分析。     

工程船舶动力机械振动响应特性分析

为了更好地解决工程船动力机械振动产生原因,提升动力机械振动响应效果,提出工程船舶动力机械振动响应特性分析方法。根据动力系统的工作特性,建立动力机械工作状态进行发动机隔振模型;在构建模型的基础上,对动力系统转子振动特性进行分析计算。得到轴承转子的振动特性后,修正振动波动下转子齿轮咬合量,从而提高动力机械振动的响应效果。通过实验对提出方法进行响应效果的验证,证明提出方法具有改善动力机械振动响应的作用。     

基于EMD的船舶动力系统振动信号分析

为了提高船舶动力系统的故障分析和诊断能力,需要对振动信号进行模态分解和特征分析,提取有用的信号特征量,实现故障检测,提出基于经验模态分解(EMD)的船舶动力系统振动信号分析方法,采用宽带非平稳信号建模方法进行船舶动力振动信号建模,采用匹配滤波检测器对振动传感器采集的原始信号进行降噪滤波处理,对降噪输出的信号进行经验模态分解,提取信号的所有局部极值点,用三次样条曲线分析方法提取振动信号的复包络,实现信号特征提取和分析。仿真结果表明,该方法提取的信号特征量能有效反映船舶动力系统的工况特征,实现船舶动力系统的运行状态实时监测和故障分析,信号分析的抗干扰能力较强。     

某船用燃气轮机故障的动力学分析

针对某船用燃气轮机的压气机转子叶片与机匣碰摩故障、转子叶片叶尖磨损故障、转子轴承故障,依次分析了故障机理和振动特征,建立了燃气轮机典型故障模拟实验器,模拟了以上三种故障,采集、分析了振动信号,研制了新型的舰船旋转机械状态监测仪,为下一步的在线监测与诊断奠定了基础.     

四冲程柴油机的数学建模和故障诊断系统开发

四冲程柴油机是指柴油气缸的一个工作过程,包括进气、压缩、燃烧做功和排气4个阶段。四冲程柴油机是船舶的动力核心,其工作稳定性直接决定了船舶的运行状态。四冲程柴油机常见故障包括轴承故障、阀门损坏、漏油等,本文针对四冲程柴油机的故障特性,开发了柴油机的数学模型,结合振动信号和压力信号采集,建立了船舶四冲程柴油机的故障诊断系统。     

基于HSMM的船舶机械故障演化预测模型

船舶机械设备运行的可靠性对于船舶整体而言非常重要,随着船舶机械设备复杂程度的提高,机械故障的预测和防范成为研究热点。本文系统介绍SMM马尔科夫模型和HSMM隐马尔科夫模型的原理和应用场景,针对船舶机械故障的演化预测模型进行详细研究。利用HSMM隐马尔科夫模型在随机信号特征提取以及时间概率的准确性优势,对船舶动力系统变速箱的齿轮故障进行预测和诊断,取得了较好的效果。     

基于振动分析的船舶旋转机械故障诊断研究

利用德国VIBXPERT-II振动检测分析仪对正常状态和不同故障状态下离心泵机组的轴向和径向振动情况进行试验测量和数据分析,获得了正常状态和故障状态的时域图和频谱图,验证了基于振动分析方法的有效性。该方法为船舶旋转机械的故障诊断提供了一个思路,对旋转机械的主动维修具有一定的指导意义。     

船舶动力系统低压弱电设备故障检测方法

动力系统是船舶稳定航行的基础与关键,所含低压弱电设备复杂度逐渐攀升,故障概率也随之增加,为船舶稳定航行带来了威胁,因此提出船舶动力系统低压弱电设备故障检测方法研究。利用传感器获取船舶动力系统低压弱电设备振动信号,采用五点三次平滑法对振动信号进行平滑处理,以此为基础,Fourier变换振动信号,提取振动特征信号(有效值及其能量),将提取的振动特征信号输入至训练好的一维深度卷积神经网络中,网络输出即为低压弱电设备故障检测结果,实现了低压弱电设备故障的检测。实验数据显示,3个数据集的故障检测率均高于95.2%,符合船舶航行需求,证实了提出方法的可行性。     

基于雨流计数法及Corten-Dolan准则的轴承疲劳寿命预测

船舶轴承是船舶推进系统中的重要支撑部件,其稳定可靠的工作状态是推进轴系健康服役的重要保障。由于轴承的破坏形式主要为材料疲劳磨损引发的故障失效,故开展船舶轴承的疲劳磨损状态研究就显得尤为重要。本文针对轴承结构疲劳损伤问题,通过MATLAB软件实现雨流计数法原理的计算机语言编写,研究了四点雨流计数法对船舶轴承危险节点的动态应力分析应用,并提取出对应的循环应力载荷谱。考虑平均应力的影响,运用Gerber曲线对统计得到的循环载荷进行等寿命转化。最终利用轴承材料S-N曲线,结合Corten Dolan准则进行疲劳寿命预测计算,得出船舶轴承在相应外部循环载荷作用下的最终寿命。为轴承的设计和优化提供了理论参考依据,对船舶轴系运行管理具有重要的现实意义。     

基于冲击脉冲和EMD包络谱的电动消防泵轴承监测诊断研究

电动消防泵是船舶的重要装备,一旦发生故障,直接影响船舶的作战性能.针对某电动消防泵振动噪声大的问题,文章提出了基于冲击脉冲和EMD包络谱的轴承故障诊断方法.该方法首先通过振动烈度和轴承冲击脉冲监测,判断轴承状态,随后将电动消防泵轴承振动信号分解为多阶固有模态函数(IMF)之和,并对前几阶IMF进行包络谱分析,结合轴承故...     

基于传感器的船舶设备工作状态自动检测系统

为避免船舶设备故障造成的船舶航行风险,设计基于传感器的船舶设备工作状态自动检测系统。利用系统传感器层的多个传感器,采集船舶设备工作时的温度、压力和振动等信号,将采集到的信号传输到应用层,运用流形学习中的t-分布领域嵌入算法降低信号维度。在此基础上采用孤立森林算法,实现船舶设备工作状态自动检测。实验结果表明：该系统选用的传感器具有较好的零点稳定性,且通过降维可以清晰区分正常信号和异常信号,以及异常信号中不同设备故障的信号特征。该系统所得船舶设备工作状态自动检测结果与实际结果的吻合度始终高于96%。     

组合机械故障诊断技术在船舶电机轴承异常检测中的应用

为保障船舶航行安全,针对当前船舶机械轴承故障检测过程中常出现检测速度缓慢、检测误差大等问题进行分析,结合组合机械故障检测技术对船舶电机轴承异常诊断方法进行了创新和优化。首先对电机轴承正常运行状态下的信号特征和故障信号特征分布进行提取,并录入数据库。其次,利用人工蜂群算法对最优信号分类参数进行搜寻。最后,利用组合机械故障诊断算法对电机轴承运行参数采集结果做出判断。最后通过实验检测结果证实,结合组合机械故障诊断技术在船舶电机轴承异常检测可及时对船舶电机轴承异常情况进行检测,快速检测出设备运行异常,避免船舶航行过程中的安全隐患,促进船舶航运工程的快速发展。     

电机组振动故障实时监视技术研究

电机组振动故障实时监视的系统,可用于发动机等船舶上大型电机设备的故障预测。利用高灵敏度的MEMS加速度传感器对振动信号实时采集,并配置专用的电机组振动监测设备进行实时的特性分析,判断电机的工作状态。文中设计的监测系统具有结构简单,灵敏度高等优点,可很好的应用于电机故障的监测中。     

EMD技术在机械震动故障中的诊断方法

齿轮箱是船舶机械动力系统的核心装置,连接着动力系统各精密零部件,在船舶的整个航行中起着动力枢纽作用,对它的故障诊断的效率及准确性关系着航行的效率,也船舶系统工程重要研究方向。传统的故障诊断依靠测量设备对振动点进行大量测量,随后通过时域信号分析,其测量工作繁重且信号分析复杂度较大,已越来越不能适应现代故障检测要求。本文利用EMD技术对机械振动中的故障进行检测,对振动信号降噪利用小波变换进行处理,有效提高了诊断效率及精确度。     

船舶水润滑轴承振动状态的光纤传感监测及信号分解

为分析船舶运行过程中水润滑轴承的振动状态,对光纤光栅传感器进行封装保护,将其植入轴承橡胶轴瓦中,监测轴承的受力振动信号,并对其进行小波包分解.研究结果表明,光纤光栅传感器能适应水润滑轴承所处的恶劣工况,监测轴承的振动状态信号;采用小波包技术能快速地对轴承的低频回旋振动信号和高频摩擦振动信号进行分离.研究成果可应用于水润滑轴承的智能化设计和船舶的健康监测中.     

船用齿轮箱状态评估的技术研究

当齿轮发生齿面磨损、轮齿断裂、点蚀等破坏时,会使得机械整体性能迅速下降。因此有必要时刻监视齿轮传动工况,并构建相应的理论对其振动信号进行分析并准确预报其工作状况,保证结构的正常工作。为实现对齿轮故障进行诊断,本文首先建立齿轮啮合动力学模型,并结合测试技术获得啮合振动加速度曲线,通过窗函数过滤的方法获得振动加速度曲线的频率特性。建立齿轮啮合振动加速度隶属度模型,并与其频率特性进行匹配。结果表明,该方法能够有效实现对齿轮啮合工作状态的诊断。     

船舶柴油机轴承损坏程序评估系统设计

柴油机具有可靠性高、功率大、成本低等优点,在船舶动力系统中有非常广泛的应用。柴油机的工作过程非常复杂,是一个空气动力学、热力学、化学等多学科的综合过程。同时,由于柴油机内部结构件种类和装配精度要求高,海上运行环境恶劣,研究柴油机的可靠性具有非常重要的意义。柴油机中的关键部件包括曲轴、轴承、气缸等,其中,轴承作为主要的承载部件,是柴油机动力系统的关键组成部分。本文研究方向在于分析柴油机轴承的动力学特性,建立一种船舶柴油机的在线式轴承损坏评估和监测系统,提高船舶柴油机的可靠性。