基于改进残差网络的行星齿轮箱轴承故障诊断方法研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:programmelove
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
轴承是机械设备的基础部件,其发展水平代表一个国家的先进加工、理论研究和制造技术的综合能力。轴承在机床、飞机和发动机等重大装备上被广泛使用,是提高高端装备性能、运行精度和使用寿命的关键零件。随着工业水平和大数据的发展,对于轴承故障诊断的研究,是我国工业实现数字化转型,由大转强的重要环节。行星齿轮箱是许多机械装备的重要组成部分,而滚动轴承是行星齿轮箱的重要零部件,因其工作环境差、工作负载大等问题,导致轴承的故障发生率越来越高,轴承一旦发生损坏,机械设备运行情况会受到影响。因此对于轴承的故障诊断十分重要。针对机械设备的轴承故障诊断研究,现有的故障诊断方法主要存在诊断效率低、占用时间长和需要专业人员参与等问题。为了实现轴承智能化、高精度故障诊断,因此采用深度学习算法进行轴承故障识别。本文的具体研究内容如下所示:(1)利用行星齿轮箱实验台采集轴承各故障的振动信号,对采集的各轴承故障振动信号进行时频域特征分析,根据不同网络模型结构建立各自的故障数据集。(2)因为经典故障诊断方法在处理过程中会存在数据损失以及识别效果差等问题,因此本研究提出SDP图像转换和膨胀组卷积残差网络(DG-Res Net)的行星齿轮箱轴承故障诊断方法,首先将采集的轴承故障振动信号使用SDP算法转换成图片,图片可以展示出故障数据特征信息,再将图片作为DG-Res Net网络模型的输入进行特征提取和识别,实现对轴承故障的诊断。从而设计出基于SDP图像转换和DG-Res Net的行星齿轮箱轴承故障诊断方法。(3)为实现“端到端”的轴承故障诊断方法,即数据从输入端进入到输出端得到分类结果。研究提出一维二分支残差网络模型,首先对一维振动数据通过滑动平移窗口进行数据增强,再进行归一化处理,将得到的数据样本作为搭建的一维二分支残差网网络模型的输入。通过网络的特征提取和分类实现对轴承故障的识别。实验结果表明该算法的准确率达到97%,可高效、便捷的实现轴承的故障诊断。
其他文献
2,5-呋喃二甲酸(2,5-FDCA)作为一种重要的生物基平台化合物,在未来高性能生物基高分子材料的可持续发展方面具有广阔的应用前景。据文献报道,5-羟甲基糠醛(HMF)、2-糠酸(FA)、呋喃和己糖二酸等经反应均可生成2,5-FDCA。然而就原料而言,FA作为木质纤维素生物质的衍生物,无论是就经济成本还是可持续发展方面均具有较大优势,故本文选择FA作为反应原料进行后续的研究。以FA作为反应原料,
学位
生物炭是一种新型土壤改良剂,它有吸附性和巨大的比表面积,这些特性使得它在改良土壤结构,保水保肥,防止坡面水土流失等方面有着很大的潜力。本文以室内试验为基础,探究合适的生物炭施用量,再利用人工降雨试验模拟田间裸坡情况,探究施用生物炭在裸坡上的作用,最后在室外田间真实测量施用生物炭后,坡面水土流失情况及坡面作物生长情况,并利用WEPP模型进行适用性分析,以期得到适宜的生物炭施用方式,为黄土高原坡面水土
学位
氨是生产生活中重要的化肥前体和化工原料,同时也是可再生能源工业理想的储能中间体和能源载体。目前,工业上大规模氨合成主要是通过传统的Haber-Bosch工艺,但此工艺严重依赖化石燃料,造成大量的CO2排放。能源密集型的Haber-Bosch工艺复杂而具有挑战性,是发展绿色、经济的氨合成路线的严重障碍。应社会经济可持续发展的需求,以可再生能源为动力的光电化学技术成为环境条件下合成氨最有前景的方法。M
学位
随着“超低排放”的严格执行和国民对环保意识的不断增强,工业废气逃逸的NH3对环境的污染引起了广泛的关注。在众多处理NH3逃逸的技术中,选择性催化氧化NH3(NH3-SCO)技术具有低运营成本、无二次污染、能耗小和适宜处理不同浓度NH3。但是该技术核心的问题是催化剂的制备。Cu基催化剂在选择性催化还原NOx(NH3-SCR)、CO氧化、甲苯氧化、NH3-SCO等环境催化领域中被广泛应用。由于TiO2
学位
煤焦油渣是一种在煤化工生产过程中产生的含有机组分较多的固体废物。若处理不当,易对环境造成污染。对煤焦油渣进行详细的结构及性质分析,能更好地实现煤焦油渣的有效处理和高效利用。同时CO2过度排放持续受到各国政府和研究学者的广泛关注,若不能有效落实碳减排,会导致气候变暖、环境恶化、粮食危机等一系列问题。CO2捕捉是未来全球实现碳减排最直接有效的技术手段之一。本文采用甲苯索氏萃取的方将煤焦油渣(CTR)分
学位
煤炭是重要的化石能源,其分级分质利用一直是煤化工领域研究的热点。干馏是煤炭清洁高效利用的一种重要途径,研究煤炭干馏过程中的结构变化规律对于改进煤炭热加工工艺和开发新技术具有重要意义。煤干馏的研究历史悠久,但多集中在静态离线研究以及工艺改进,关于原位研究,尤其是针对同步分析煤高温干馏过程中孔隙与碳骨架结构变化的原位表征尚未见报道,主要因素可能是受限于相应表征手段和原位干馏设备的开发。新型同步辐射X射
学位
颗粒增强型SiCp/Al复合材料在比刚度、比模量、耐磨性等方面拥有优越的综合性能,已广泛应用于航空航天、精密光学仪器仪表和微型电子设备等领域。但在利用有限元仿真手段揭示颗粒增强型复合材料加工机理、材料力学性能时,由于缺乏颗粒相三维形状和分布的有效测量手段,其仿真研究依然主要局限于二维阶段,或将颗粒简化为圆球形等较规则的形状进行三维建模。此外,颗粒增强型复合材料等多相结构材料的微观结构检测、评价目前
学位
随着氢燃料电池汽车的快速发展,氢气的储运量急剧提升,若由于意外发生泄漏可能导致燃烧爆炸,危害生命财产安全,因此对氢气泄漏点进行及时精确定位极其重要。鉴于声波法定位精度高、误报率低,很多研究者基于声波法进行气体管道泄漏的检测与定位,而新兴起的麦克风阵列技术通过相应算法可以对声源信号进行定位,是目前气体管道泄漏声源定位技术的发展方向。因此,本文根据气体管道泄漏的检测与定位原理,结合流体力学、气体声学等
学位
在21世纪清洁能源体系中氢能已成为最有前景的能源之一,通过电解水制备绿氢是实现氢能的关键。然而,阳极的析氧反应(OER)和阴极的析氢反应(HER)会消耗大量的能量,为降低制氢成本,使用廉价高效的催化剂显得尤为重要。近年来,过渡金属催化剂因其价格低廉、导电能力优异和催化活性较好,在电解水制氢中得到了广泛的研究。金属有机骨架材料(MOFs)材料具有超高的表面积、多孔结构和结构的可调变性,在电催化中得到
学位
丁二酸(SA)是生产可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯的重要原料。目前,工业上生产SA主要通过石化资源合成,但石化资源属于不可再生资源,且其价格受外界的影响因素较多、波动较大,因此以木质纤维素和淀粉等可再生的生物基原料生产SA逐渐成为研究热点。生物发酵法制备SA的过程中通常需要不断的滴定碱液,以将反应环境维持在接近中性来保证微生物高效率地生产羧酸,导致发酵产物主要以丁二酸盐的形式存在,故在进一步生产SA衍
学位