【摘要】：由于軸向柱塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度大、輸出壓力高以及壽命長等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于航空航天、特種車輛、工程機(jī)械、船舶機(jī)械和農(nóng)用機(jī)械等關(guān)乎國家安全和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。軸向柱塞泵作為整個(gè)液壓系統(tǒng)的“心臟”,其性能的好壞不僅影響液壓系統(tǒng)的可靠性,甚至對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生決定性的影響,因此對(duì)柱塞泵性能退化狀態(tài)的識(shí)別和失效預(yù)測研究具有重要的意義。通過對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)方案的分析,并與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嘟Y(jié)合,確立了柱塞泵性能退化實(shí)驗(yàn)方案,利用基于LabVIEW程序?qū)嶒?yàn)采集系統(tǒng)采集柱塞泵配流盤6種不同狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)和流量信號(hào),為后續(xù)的狀態(tài)識(shí)別和失效預(yù)測提供原始數(shù)據(jù)。針對(duì)柱塞泵振動(dòng)信號(hào)通常具有非線性強(qiáng)和信噪比低的特點(diǎn),本文將變分模態(tài)分解和多尺度排列熵兩種方法相結(jié)合,首先對(duì)柱塞泵振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行變分模態(tài)分解消噪,得到包含退化特征信息的模態(tài)分量;然后利用時(shí)間序列的非線性處理方法排列熵,計(jì)算6種不同狀態(tài)下模態(tài)分量的多尺度排列熵,確定各個(gè)狀態(tài)下相應(yīng)的排列熵特征向量;最后利用特征向量建立高斯過程分類訓(xùn)練集,實(shí)現(xiàn)了柱塞泵退化狀態(tài)識(shí)別。通過對(duì)配流盤的磨損過程和磨損機(jī)理進(jìn)行分析,建立柱塞泵泄漏流量和配流盤磨損量關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。利用高斯過程回歸處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)其退化軌跡進(jìn)行擬合并與最小二乘法擬合軌跡進(jìn)行比較,確定其優(yōu)越性。最后利用擬合曲線實(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞泵因配流盤磨損造成的失效預(yù)測。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH137.51
【圖文】：

型材料來提高柱塞泵的功率密度；并對(duì)柱塞泵摩擦副的配合斷面的材料以及潤滑油膜進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)工作以實(shí)現(xiàn)其工作時(shí)振動(dòng)的減小從而降低噪聲。摩擦副性能的提高是當(dāng)前提高柱塞泵工作性能的一種高效的方法，因此國內(nèi)外學(xué)者對(duì)柱塞泵配流盤做了大量的研究工作，其中由柱塞和缸體孔、滑靴和斜盤、配流盤和缸體配流端面做成的摩擦副是研究工作的重點(diǎn)，其性能的好壞直接影響柱塞泵運(yùn)行時(shí)的容積效率、最大工作壓力和噪聲等性能參數(shù)。大量實(shí)踐表明，在柱塞泵工作時(shí)摩擦副的退化失效是造成柱塞泵不能正常工作的主要原因之一[9,10]。以軸向柱塞泵中最關(guān)鍵的摩擦副，即缸體和配流盤配流端面組成的配流副為例，其主要的故障形式由氣蝕、磨損、配流盤斷裂等。在柱塞泵工作時(shí)，配流盤與缸體配流端面之間緊密接觸，缸體在傳動(dòng)軸的帶動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)而配流盤則固定不動(dòng)，所以兩者之間又會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且兩者之間存在極高的交變作用力，工作環(huán)境相當(dāng)惡劣，所以配流副是柱塞泵泄漏的主要部位也是柱塞泵工作時(shí)產(chǎn)生噪聲的主要因素，必須保證兩者之間較高的油膜特性以保持柱塞泵的工作性能。圖 1-1 為柱塞泵滑靴出現(xiàn)磨損脫落的現(xiàn)象，圖1-2 為柱塞泵配流盤出現(xiàn)犁溝狀劃槽的磨損現(xiàn)象。

圖1-2 為柱塞泵配流盤出現(xiàn)犁溝狀劃槽的磨損現(xiàn)象。圖 1-1 柱塞泵滑靴出現(xiàn)磨損脫落 圖 1-2 柱塞泵配流盤犁溝狀劃槽本文將柱塞泵配流盤磨損作為研究載體，設(shè)計(jì)并搭建軸向柱塞泵性能退化實(shí)驗(yàn)臺(tái)，采集配流盤不同磨損程度下柱塞泵的振動(dòng)信號(hào)和流量信號(hào)。通過對(duì)柱塞泵振動(dòng)信號(hào)的分析處理提取其特征向量，利用模式識(shí)別方法實(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞泵不同狀態(tài)的識(shí)別過程；通過對(duì)其流量信號(hào)的分析處理，利用線性回歸方法擬合柱塞泵泄漏流量和配流盤磨損關(guān)系曲線，實(shí)現(xiàn)柱塞泵的失效預(yù)測。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2735316