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沖擊脈沖法評(píng)估翻滾軸承毛病的系數(shù)自批改辦法
來源:海力軸承網(wǎng) 時(shí)間:2013-07-29
翻滾軸承是機(jī)械工業(yè)中量大面廣的重要零部件；它的作業(yè)狀況直接影響到機(jī)器設(shè)備的作業(yè)質(zhì)量；由于翻滾軸承毛病構(gòu)成的機(jī)器設(shè)備事端也屢有發(fā)作；因而；對作業(yè)中翻滾軸承的狀況進(jìn)行評(píng)估的研討導(dǎo)致了許多機(jī)械描繪和狀況監(jiān)測技術(shù)人員的注重.當(dāng)時(shí)對翻滾軸承作業(yè)狀況評(píng)估；在工業(yè)現(xiàn)場最常用也是最為有用的辦法之一是沖擊脈沖法(SPM辦法)［1］；但該辦法對軸承狀況的鑒定是選用經(jīng)歷的曲線法；這條曲線是在十分抱負(fù)的條件下取得的；即：軸承負(fù)載和轉(zhuǎn)速在描繪規(guī)模內(nèi)；SPM傳感器的裝置有必要完全契合規(guī)范.工業(yè)現(xiàn)場的詳細(xì)工況條件是很雜亂的；作業(yè)中的機(jī)器設(shè)備是具有多種不確定要素和難以切當(dāng)描繪的多維非線性體系；其準(zhǔn)確模型難以提.SPM辦法評(píng)估軸承作業(yè)狀況的抱負(fù)條件在工業(yè)現(xiàn)場是無法完結(jié)的；為此應(yīng)當(dāng)在機(jī)器監(jiān)測的一起能自學(xué)習(xí)目標(biāo)機(jī)器的詳細(xì)狀況；自適應(yīng)地發(fā)作評(píng)估翻滾軸承狀況的批改系數(shù)；使監(jiān)測體系在一段時(shí)間的作業(yè)之后；逐步與目標(biāo)機(jī)器的現(xiàn)場詳細(xì)雜亂狀況相適應(yīng).依據(jù)這一思維；咱們在對中國揚(yáng)子石化公司塑料廠造粒多個(gè)翻滾軸承樹立在線監(jiān)測體系時(shí)；對準(zhǔn)翻滾軸承的SPM監(jiān)測辦法；提出了一種依據(jù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自批改系數(shù)辦法.該體系現(xiàn)已在現(xiàn)場運(yùn)用；運(yùn)用的狀況標(biāo)明；體系能有用地自適應(yīng)發(fā)作用于批改的參數(shù)；提高了監(jiān)測體系對翻滾軸承作業(yè)狀況評(píng)估的準(zhǔn)確率.
1依據(jù)BP網(wǎng)絡(luò)的自批改模塊原理
1。1SPM辦法
翻滾軸承在作業(yè)中；若是翻滾體接觸到表里滾道面的缺點(diǎn)區(qū)；將會(huì)發(fā)作低頻沖擊效果；所發(fā)作的沖擊脈沖信號(hào)；會(huì)激起SPM傳感器的共振；共振波形通常為20kHz～60kHz；包括了低頻沖擊和隨機(jī)攪擾的幅值調(diào)制波；通過窄帶濾波器和脈沖構(gòu)成電路后；得到包括有高頻和低頻的脈沖序列.SPM辦法是依據(jù)這一反映沖擊力巨細(xì)的脈沖序列來判別軸承狀況的；并且選用了沖擊脈沖值(SV)這一新的規(guī)范dBc、dBm；實(shí)踐運(yùn)用時(shí)用分貝值來表明.
dBc(Carpet Value)值：又稱地毯值或高頻值.它是由滾道面的紋波隨機(jī)鼓勵(lì)導(dǎo)致的；與軸承的光滑狀況和油膜厚度有關(guān).它呈現(xiàn)的頻次高(1kHz以上)并且值較小.
dBm(Maximum value)值：又稱強(qiáng)脈沖值或低頻值；表明脈沖序列中強(qiáng)脈沖序列的幅值.它與翻滾軸承的損傷和光滑油中的雜質(zhì)有關(guān)；呈現(xiàn)的頻次低(1 kHz以下)并且值較大.
dBm和dBc之間的差值直接與軸承毛病有關(guān)；兩者之間的聯(lián)系與單個(gè)軸承的詳細(xì)特色有關(guān)；也與現(xiàn)場的雜亂狀況有關(guān)；其準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型尚不能提取.
1。2自批改模塊的原理
在軸承發(fā)作毛病并被替換后；現(xiàn)場操作人員填寫軸承替換辦理體系程序；該程序一方面完結(jié)對軸承替換的辦理功用；另一方面將軸承替換時(shí)的高、低頻值(dBc和dBm)傳遞給BP網(wǎng)絡(luò)；一起將操作人員對此次軸承替換的適宜性和及時(shí)性的評(píng)估用于對傳統(tǒng)SPM辦法鑒定曲線的批改.
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是這些年發(fā)展起來的一門新式科學(xué)［2］；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是運(yùn)用最廣泛的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；它是一個(gè)包括有隱層的多層網(wǎng)絡(luò).
BP模型由三個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)元層次組成；分別是輸入層、隱層、輸出層.各層神經(jīng)元之間構(gòu)滿足互連銜接；各層內(nèi)的神經(jīng)元之間沒有銜接.其輸入輸出特性為非線性可微非遞減函數(shù)；通常取為Sigmoid函數(shù)；表明神經(jīng)元的飽滿特性.由于隱節(jié)點(diǎn)的引進(jìn)；用三層具有Sigmoid神經(jīng)元的BP網(wǎng)絡(luò)能夠以恣意精度迫臨任何函數(shù)［3］.
實(shí)踐運(yùn)用的BP網(wǎng)絡(luò)為1-48-1的布局；輸入為SPM辦法的低頻值；輸出為高頻值；迫臨SPM辦法高、低頻之間的雜亂聯(lián)系.由于該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)首要用于核算而不是分類判別；所以精度需求較高.單個(gè)樣本只要到達(dá)小于8×10-5的差錯(cuò)才干不低于體系硬件的丈量精度；即BP網(wǎng)絡(luò)的差錯(cuò)不會(huì)是體系差錯(cuò)的首要項(xiàng).為了到達(dá)這么高的精度；咱們選用很大的隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)：48.這樣做的價(jià)值是運(yùn)算速度降低.但這僅僅在預(yù)學(xué)習(xí)的時(shí)分前期練習(xí)時(shí)間長；在體系實(shí)踐作業(yè)的時(shí)分；BP網(wǎng)絡(luò)能夠不必學(xué)習(xí)；即便學(xué)習(xí)；也僅僅單個(gè)樣本的學(xué)習(xí)；選代次數(shù)絕不會(huì)超越幾十次；所以不會(huì)影響體系的實(shí)時(shí)性.
在構(gòu)建BP網(wǎng)絡(luò)的時(shí)分；咱們首要依據(jù)現(xiàn)場的詳細(xì)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場作業(yè)人員的經(jīng)歷數(shù)據(jù)對BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)練習(xí)；以生成一組初始權(quán)值.所謂現(xiàn)場的詳細(xì)數(shù)據(jù)是指現(xiàn)場作業(yè)人員用離線式SPM儀器收集的每次歷史數(shù)據(jù).在沒有現(xiàn)場詳細(xì)數(shù)據(jù)的規(guī)模時(shí)；選用現(xiàn)場操作人員供給的經(jīng)歷數(shù)據(jù).在這些數(shù)據(jù)中選擇一些具有代表性的數(shù)據(jù)作為練習(xí)樣本.在預(yù)練習(xí)結(jié)束后；選擇上述數(shù)據(jù)中未用作樣本的數(shù)據(jù)作為BP網(wǎng)絡(luò)的驗(yàn)證數(shù)據(jù)；若是未到達(dá)精度需求則重復(fù)預(yù)練習(xí)進(jìn)程.
體系作業(yè)的時(shí)分；BP網(wǎng)絡(luò)首要運(yùn)用初始權(quán)值對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算；以判別能否到達(dá)預(yù)訂的精度.由于這些輸入數(shù)據(jù)是代表軸承詳細(xì)特性的；若是BP網(wǎng)絡(luò)到達(dá)預(yù)訂精度則闡明該BP網(wǎng)絡(luò)與軸承的詳細(xì)狀況是共同的；不對權(quán)值進(jìn)行批改，若是沒有到達(dá)；則闡明該BP網(wǎng)絡(luò)與軸承詳細(xì)狀況還不是很共同；有必要用BP算法對權(quán)值進(jìn)行重復(fù)學(xué)習(xí)；直至與現(xiàn)場的詳細(xì)狀況趨于共同；真實(shí)代表該機(jī)器的詳細(xì)狀況.批改后的權(quán)值保管下來作為下一次BP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算的根底.
批改SPM辦法鑒定曲線；依據(jù)BP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)算成果和軸承替換辦理程序傳遞過來的替換評(píng)估；即現(xiàn)場軸承的詳細(xì)特色和前次軸承替換的及時(shí)程度來進(jìn)行.批改之后的鑒定曲線可用于丈量監(jiān)控體系；以批改和補(bǔ)償工業(yè)現(xiàn)場雜亂的工況條件關(guān)于監(jiān)測辦法的影響.
2工業(yè)現(xiàn)場運(yùn)用實(shí)例
SPM辦法評(píng)估翻滾軸承作業(yè)狀況的自批改系數(shù)模塊；裝載于南京揚(yáng)子石化公司塑料廠PP造粒的軸承在線監(jiān)測體系的剖析軟件中；在工業(yè)現(xiàn)場作業(yè)一年多來；依據(jù)現(xiàn)場實(shí)測的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場操作人員多年堆集的經(jīng)歷；用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對本來SPM軸承毛病的評(píng)估曲線作了批改；使之基本上契合這臺(tái)PP造粒軸承作業(yè)的實(shí)踐狀況.該造粒上的一號(hào)軸承是一個(gè)外徑360mm；內(nèi)徑200mm；作業(yè)轉(zhuǎn)速為1480 r/min的單列向心球軸承.按SPM辦法的經(jīng)歷曲線；當(dāng)?shù)皖l值為86dB時(shí)；闡明軸承已有損傷；應(yīng)導(dǎo)致注重；但實(shí)踐現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)次在檢修中發(fā)現(xiàn)；到達(dá)上述數(shù)值時(shí)；一號(hào)軸承現(xiàn)已嚴(yán)峻損壞；已無法恢復(fù)作業(yè)；這充分闡明SPM辦法的經(jīng)歷曲線與詳細(xì)機(jī)器目標(biāo)的特性之間存在著必定的差異.據(jù)此；咱們用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自批改系數(shù)軟件；對SPM辦法的經(jīng)歷曲線進(jìn)行了批改；預(yù)練習(xí)BP網(wǎng)絡(luò)時(shí)初始數(shù)據(jù)運(yùn)用現(xiàn)場操作人員的經(jīng)歷數(shù)據(jù)；即一號(hào)軸承在低頻沖擊值dBm為46dB時(shí)需求導(dǎo)致注重；此刻的高頻值dBc由BP網(wǎng)絡(luò)核算得出；這樣經(jīng)批改后的高、低頻值來作為一號(hào)軸承的評(píng)估規(guī)范.對不一樣的軸承逐個(gè)進(jìn)行預(yù)學(xué)習(xí)批改今后；每個(gè)軸承都有相應(yīng)的評(píng)估運(yùn)動(dòng)狀況的規(guī)范.現(xiàn)場運(yùn)用一年多來；與曾經(jīng)比較；軸承毛病導(dǎo)致停的事端顯著削減；確保了造粒的長周期安全作業(yè).實(shí)踐證明；對SPM辦法的評(píng)估曲線批改后的評(píng)估數(shù)據(jù)是契合PP造粒的實(shí)踐狀況；是十分適宜的.
3定論
本文對準(zhǔn)工業(yè)現(xiàn)場極端雜亂的工況條件對機(jī)器在線監(jiān)測診斷體系的影響；詳細(xì)就SPM辦法對翻滾軸承的監(jiān)測；運(yùn)用這些年發(fā)展起來的新式人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)；測驗(yàn)構(gòu)建依據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自批改系數(shù)模塊.該體系通過一段時(shí)間的現(xiàn)場學(xué)習(xí)后；將能代表現(xiàn)場工況條件和現(xiàn)場目標(biāo)機(jī)器的詳細(xì)特色；自適應(yīng)發(fā)作代表現(xiàn)場目標(biāo)機(jī)器詳細(xì)特色的批改系數(shù)；批改SPM辦法鑒定軸承狀況的經(jīng)歷曲線；以補(bǔ)償現(xiàn)場雜亂的工況條件對SPM監(jiān)測辦法的影響.經(jīng)本體系在中國揚(yáng)子石化公司的實(shí)踐作業(yè)；證明體系的構(gòu)建是成功和牢靠的.
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