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转子在线主动平衡技术发展现状与研究展望

噪声与振动控制 2022年第2期42卷 1-9页

作者：樊红卫薛策译邵偲洁西安科技大学机械工程学院西安710054 西安科技大学陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室西安710054

转子动平衡伴随旋转机械的诞生而出现,是一种旋转机械常用的振动控制手段。纵观其技术发展,转子动平衡经历了机上平衡、现场停机平衡和在线不停机平衡等主要阶段,目前处于三者共存状态。以机床电主轴应用为例,转子在线主动平衡通过传感... 详细信息

转子动平衡伴随旋转机械的诞生而出现,是一种旋转机械常用的振动控制手段。纵观其技术发展,转子动平衡经历了机上平衡、现场停机平衡和在线不停机平衡等主要阶段,目前处于三者共存状态。以机床电主轴应用为例,转子在线主动平衡通过传感检测、驱动控制和平衡机构组成闭环系统,实现对运行中转子智能平衡。通过总结现有文献,认为转子在线主动平衡核心技术包括平衡装置、失衡检测和平衡控制三个方面,机械、液压和基于电磁原理的平衡装置是目前主流平衡执行机构,基于信号的特征提取和基于数据的智能识别是目前失衡检测两条主要思路,基于影响系数在线估计的频域和时域平衡是目前关注最多的平衡方法,其中电磁平衡装置和时域平衡方法仍需进一步深入研究。总体而言,转子在线主动平衡技术在精密机床、过程机械和军工装备等领域已取得诸多研究成果,但鉴于其技术复杂性在实际应用中仍存在诸多难题亟待解决。展望转子在线主动平衡技术未来发展方向和研究课题,可为从事转子动平衡技术研究的国内外同行提供有益参考。

关键词：振动与波转子电主轴动平衡平衡装置平衡方法

双配重极坐标式机械平衡头设计及电主轴主动平衡试验

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机械科学与技术 2022年第8期41卷 1154-1162页

作者：樊红卫薛策译邵偲洁西安科技大学机械工程学院西安710054 陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室西安710054

转子在线主动平衡是旋转机械高速、精密和智能化的关键技术之一,能够不停机、无人干预地实时控制转子不平衡振动。从配重盘的极坐标运动原理出发,研究了机械式主动平衡头结构;研究了配重盘的平衡能力,获得了其设计规律;研究了平衡头作... 详细信息

转子在线主动平衡是旋转机械高速、精密和智能化的关键技术之一,能够不停机、无人干预地实时控制转子不平衡振动。从配重盘的极坐标运动原理出发,研究了机械式主动平衡头结构;研究了配重盘的平衡能力,获得了其设计规律;研究了平衡头作动方案,进行了单、双盘转动平衡仿真,证明了设计合理性。研究了转子在线影响系数平衡方法的原理,建立了电主轴单平面主动平衡平台,完成了不同工况下的平衡试验和振动数据分析。结果表明,所提出的电主轴在线主动平衡策略是有效的,在4500 r/min下电主轴的振动位移降至0.08μm,降振率达83.33%;在3900 r/min下一倍转频振动加速度降至0.7×10^(-4) g,降振率达93%。

关键词：转子不平衡机械式平衡头影响系数电主轴振动测试

基于灰度图像纹理分析的电主轴不平衡故障诊断方法

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制造技术与机床 2019年第11期 130-134页

作者：樊红卫邵偲洁西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室陕西西安710054

针对转子不平衡,首次提出了基于灰度图像纹理分析的故障诊断方法。首先将转子振动信号转化为二维灰度图像,并利用局部二值模式提取灰度图像的纹理特征;通过二维傅里叶变换提取灰度图像的特征频率,并采用灰度图像二维矩阵的平方和来表征... 详细信息

针对转子不平衡,首次提出了基于灰度图像纹理分析的故障诊断方法。首先将转子振动信号转化为二维灰度图像,并利用局部二值模式提取灰度图像的纹理特征;通过二维傅里叶变换提取灰度图像的特征频率,并采用灰度图像二维矩阵的平方和来表征图像的明暗程度,由此来区分不同程度的不平衡故障。在某电主轴系统平台上,完成了转子正常和3种不同程度转子不平衡的故障诊断试验,结果表明所提出的方法能够有效区分不同程度的转子不平衡,为旋转机械的故障诊断提供了一种新方法。

关键词：电主轴不平衡灰度图像纹理分析故障诊断

一种对称极坐标图像模糊C均值聚类的电主轴失衡故障诊断方法

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西安交通大学学报 2019年第12期53卷 57-62,86页

作者：樊红卫邵偲洁张旭辉马宏伟曹现刚景敏卿西安科技大学机械工程学院西安710054 陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室西安710054 西安交通大学机械工程学院西安710049

为解决电主轴转子不平衡故障的可视化智能识别问题,提出了一种对称极坐标图像和模糊C均值(FCM)聚类相结合的失衡故障诊断新方法。首先对转子时域振动信号进行经验模态分解降噪,按对称极坐标方法将其转化为二维雪花图像,通过灰度共生矩阵... 详细信息

为解决电主轴转子不平衡故障的可视化智能识别问题,提出了一种对称极坐标图像和模糊C均值(FCM)聚类相结合的失衡故障诊断新方法。首先对转子时域振动信号进行经验模态分解降噪,按对称极坐标方法将其转化为二维雪花图像,通过灰度共生矩阵,提取雪花图像二维特征参数;然后对已知样本信号的特征参数组建故障特征向量,标准化后作为FCM输入,得到分类矩阵和聚类中心;最后计算待测样本和已知故障样本聚类中心贴进度,实现失衡故障识别和分类。在某电主轴系统平台上完成了1800 r/min时转子3种不同失衡状态的诊断试验,在对45组小样本识别中该方法的分类准确率达到73%。

关键词：电主轴不平衡对称极坐标模糊C均值聚类故障诊断

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电主轴振动故障诊断与治愈研究进展

制造技术与机床 2020年第9期 56-59,64页

作者：樊红卫张旭辉寇发荣邵偲洁程文杰肖玲西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室陕西西安710054 西安科技大学理学院陕西西安710054

电主轴是主轴与电机一体化的新型主轴,是高速机床的首选主轴.加工过程中电主轴振动故障时有发生,影响回转精度、使用寿命和工件质量.综述了近年来机床电主轴振动故障诊断与治愈即振动控制的研究进展.电主轴振动故障诊断主要采用信号处... 详细信息

电主轴是主轴与电机一体化的新型主轴,是高速机床的首选主轴.加工过程中电主轴振动故障时有发生,影响回转精度、使用寿命和工件质量.综述了近年来机床电主轴振动故障诊断与治愈即振动控制的研究进展.电主轴振动故障诊断主要采用信号处理和机器学习两个思路,前者以振动信号频谱和时频分析为核心,后者以故障数据集降维、分类和聚类分析为重点.故障治愈是故障诊断目标,主要有转子主动平衡、轴承和电机主动调控3个手段.电主轴故障诊断还缺乏神经网络、深度学习和趋势预测等方面研究,故障治愈技术的实用化程度尚不高,智能电主轴的研发仍需持续努力.

关键词：电主轴振动诊断治愈控制

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一种机械式自平衡电主轴系统及试验研究

制造技术与机床 2019年第3期 50-54页

作者：樊红卫邵偲洁杨一晴万翔张旭辉马宏伟西安科技大学机械工程学院陕西西安710054

为了实现电主轴的在线实时监测、调控与自动平衡,设计并开发了一种非接触机械式自平衡综合监控电主轴系统。该系统包括电主轴及其附件、状态监控和自动平衡3个子系统,电主轴设计为滚动轴承支撑、油雾润滑、循环水冷却的变频异步电动机,... 详细信息

为了实现电主轴的在线实时监测、调控与自动平衡,设计并开发了一种非接触机械式自平衡综合监控电主轴系统。该系统包括电主轴及其附件、状态监控和自动平衡3个子系统,电主轴设计为滚动轴承支撑、油雾润滑、循环水冷却的变频异步电动机,功率10 k W、最高转速12 000 r/min;状态监控子系统是基于电控柜和独立的外置式监控仪两种实现方式,16路监测信号一分为二分别进入两个监控模式,采用电控柜模式可实现电主轴状态预警和调控,采用集成化信号监控仪可对不同类型信号实现在线实时分析与数据存储;自动平衡子系统包括振动加速度和鉴相传感器、非接触机械式自动平衡头及其控制器,可以对电主轴的实时不平衡进行在线不停机自动校正。完成了主轴系统开发及平衡功能验证,试验结果表明:在转速1 800～4 800 r/min,自平衡装置始终能使主轴振动降至0. 1μm。

关键词：电主轴平衡头状态监测平衡试验

基于反相灰度图二值化修正的铁谱图像磨粒特征提取

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润滑与密封 2019年第6期44卷 66-71页

作者：樊红卫丁骁高烁琪邵偲洁杨一晴马宏伟张旭辉西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 陕西省矿山机电装备智能监测重点实验室陕西西安710054

为准确获取铁谱图像中磨粒几何形状和特征参数,提出一种图像处理算法并对其进行验证。针对铁谱图像底色特征及磨粒特征提取精度要求,提出基于反相操作的铁谱图像灰度图转化方案,得到边缘清晰的铁谱灰度图;提出一种三段式阈值分割方案,... 详细信息

为准确获取铁谱图像中磨粒几何形状和特征参数,提出一种图像处理算法并对其进行验证。针对铁谱图像底色特征及磨粒特征提取精度要求,提出基于反相操作的铁谱图像灰度图转化方案,得到边缘清晰的铁谱灰度图;提出一种三段式阈值分割方案,利用腐蚀和膨胀操作解决二值化对铁谱图像有效磨粒区域的影响,讨论油污等干扰因素的消除策略;确定磨粒特征参数及磨粒识别方案,完成标准的正常滑动磨损图像处理和某实际的齿轮箱磨粒铁谱图像处理验证。结果表明:所提出的算法能够准确提取铁谱图像中磨粒所在区域的几何特征,通过磨粒标定计算得到了8个特征参数值,证明齿轮箱正处于滑动磨损状态。

关键词：铁谱分析图像处理特征提取磨粒识别

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论人身损害赔偿请求权的让与性

甘肃社会科学 2024年第3期 168-177页

作者：许偲炜邵海重庆大学法学院重庆400045 西南政法大学重庆401120

我国现有立法明文规定了债权原则上可让与及其例外情形,但是,由于《民法典》中债法总则缺失,只能以“合同的变更和转让”为名规定债权转让,这样的立法安排本身就面临体系解释困境。对于请求权及人身损害赔偿请求权是否可让与,则出现了... 详细信息

我国现有立法明文规定了债权原则上可让与及其例外情形,但是,由于《民法典》中债法总则缺失,只能以“合同的变更和转让”为名规定债权转让,这样的立法安排本身就面临体系解释困境。对于请求权及人身损害赔偿请求权是否可让与,则出现了立法空白。其原因可能在于,立法者认为债权与请求权是可以互换的概念,两者并无实质区别,法律中关于债权转让的规定可以自动适用。由于人身损害赔偿请求权与普通债权存在较多相似之处,都表现为“请求他人作为或者不作为的权利”,再加上普遍存在的认知分歧,审判实践中“同案不同判”现象大量存在。为了澄清人身损害赔偿请求权是否可让与,既需要对请求权与债权的概念进行深入辨析,又需要考察是否可让与的法律基础及不同立法选择的利弊。在立法中肯定人身损害赔偿请求权的让与性,并不会带来法律的解释与适用混乱,同时,也需要规定不可让与的例外情形,以达到立法体系与法律适用的规范和统一。

关键词：人身损害赔偿请求权债权让与性民法典

水蒸气对Ni-25Cr合金高温氧化行为的影响

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水蒸气对Ni-25Cr合金高温氧化行为的影响

作者：邵偲灿湘潭大学

学位级别：硕士

Ni-Cr合金综合性能优越,具有熔点高、硬度高、抗腐蚀性强、耐磨性好等优点,在现代能源、航空航天等各工业领域的应用前景非常广泛,成为最有潜力的高温合金材料。Ni-Cr合金在服役过程中不可避免的会发生高温氧化,针对其高温氧化问题,研... 详细信息

Ni-Cr合金综合性能优越,具有熔点高、硬度高、抗腐蚀性强、耐磨性好等优点,在现代能源、航空航天等各工业领域的应用前景非常广泛,成为最有潜力的高温合金材料。Ni-Cr合金在服役过程中不可避免的会发生高温氧化,针对其高温氧化问题,研究者们进行了大量研究,但这些研究主要集中于合金在高氧压下(氧气或氧气与惰性气体混合)的氧化行为,而关于其在低氧压下(惰性气体和水蒸气)的研究却较少。然而,大多以Ni-Cr合金作为主要材料的部件,如航天部件、电站锅炉、气化系统等,它们服役环境的平衡氧分压较低,以氢气与水蒸气为主要气氛。目前,关于水蒸气是促进还是减缓合金氧化的问题存在着争议,而且关于水蒸气如何影响Ni-Cr合金的氧化行为还不清楚。因此,本论文将Ni-25wt%Cr在950℃,Ar-20%O和Ar-20%HO气氛下进行等温氧化10min、1h、4h、12、24h、48h。并且采用ICP-AES、SEM、EDS、FIB和TEM等表征方法,结合第一性原理分析,对比研究Ni-25Cr合金在两种气氛下的氧化行为。主要的研究内容如下:(1)采用ICP-AES方法对原始合金进行成分测定,确定了原始样品的成分主要是Ni-25wt%Cr。采用SEM、EDS、FIB和TEM表征方法对样品在Ar-20%O和Ar-20%HO中氧化后的微观结构进行对比研究。结果显示:在氧气和水蒸气环境下合金表面都只生成一层氧化铬膜,合金表面形成的氧化铬是颗粒状,并且在水蒸气中的氧化物颗粒更细小并且形成的晶界更多,氧化膜内也会有孔洞形成,并且水蒸气条件下氧化膜内生成的孔洞更多。在金属与氧化膜的界面也有孔洞生成,孔洞内又会形成CrO与Ni Cr O的层状交替结构的新氧化物,我们对其生长机理进行了分析。另外,另外我们还发现,在水蒸气中氧化膜的厚度总是比氧气中的厚,即合金在水蒸气中氧化速率更快。(2)采用第一性原理计算方法解释水蒸气加速合金氧化的机理,计算结果表明:在水蒸气环境下氢质子的存在能降低空位形成能,导致氧化物中更容易形成空位,而且空位更容易自发聚集,从而导致水蒸气条件下氧化膜内形成更多的孔洞,另外,还由于水蒸气环境下氧化铬晶粒尺寸比氧气中的小,晶界会更多。因此,在水蒸气条件下,合金中的金属离子更容易穿过氧化铬膜到达合金表面形成氧化物,氧化速度更快。

关键词： Ni Cr 水蒸气高温氧化透射电镜第一性原理计算