新型摘锭式采棉机液压驱动系统的故障诊断研究

发布时间：2020-05-10 11:55

【摘要】：随着棉产地规模的增大以及机械化摘棉程度的提升,国内外针对新型采棉机的研发已成为如今的发展热潮。采棉头作为摘棉技术的核心部件,其驱动系统的研究才是采棉机研发的关键。与传统机械驱动系统相比,液压系统因有着承载负载能力大、体积小、重量轻、传动平稳、可大范围的实现无极调速以及动态响应快等特点,被广泛应用在采棉头的驱动中并成为其动力和控制不可替代的部分,但其一旦出现故障便会影响到整个采棉机摘棉的工作效率,本文针对采棉头液压驱动系统的故障诊断展开研究。本文以横向科研项目《新型采棉机设计,制造新技术与开发》为依托,以实验室自主搭建的采棉机液压系统试验台为平台,对我院项目组研发的一种适用于中小农用户的新型摘锭式采棉机展开研究。考虑到该驱动系统有着复杂非线性及故障多样性等特点,因此选用成本低效率高的仿真软件AMESim对其工作状况进行仿真。在分析采棉头液压系统模型参数与故障机理、故障特征之间的相互关系后,明确了要考虑的故障类型和故障信号,通过故障引入来对相应故障进行仿真并获取故障样本。为了对采棉头驱动系统的故障进行诊断分类,考虑到故障数据具有小样本、非线性特点,本文提出了一种基于布谷鸟算法优化的支持向量机故障诊断法,其中布谷鸟算法对支持向量机核函数的参数进行了优化选取。在多种规模的训练集以及测试集下,将CSSVM方法与标准SVM、PSO-SVM方法的诊断结果进行了对比,结果显示CS算法对SVM的核函数参数模型的优化效果非常好,故障的分类精度也比较高且最高正确率达到了96.67%。最后针对采棉头液压驱动系统常见故障引发特点提出预防对策和方法,主要从油液粘度控制、系统缝隙大小以及油管道安装等方面,就如何使系统高效安全的运行问题进行了详细的分析。
【图文】：

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第 2 章采棉头液压驱动系统及其故障分析采棉头液压系统是采棉机的核心部分，为滚筒式采棉头的旋转、平移，以及根据地势情况调整采棉头高度提供转速和推动力。本章节主要对采棉头结构、液压驱动系统原理进行简单介绍，另外又详细分析了该系统的故障机理，为进一步确定故障的类型做好铺垫。为了更好的诊断采棉头液压系统的故障，本章又对采棉头驱动液压系统中的关键元件建立了数学建模，分析模型参数对故障特性的影响，确定了系统故障类型，为下面的故障仿真提供理论支撑。2.1 新型摘锭式采棉机液压系统实验平台介绍本文以实验室采棉机的液压驱动系统试验台为实际的研究对象，该系统是自主设计和搭建的，主要包括采棉机机械结构、液压驱动与控制系统以及机载泵站动力源等模块，试验台如图 2.1 所示。

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新疆大学硕士研究生学位论文择合作采棉，棉户在购买少量采棉头时可以选择与其他用户合作，这样就可以大规模棉花的要求。这一点也是该摘锭式采棉机的创新之点。液压驱动是给负载较大的执行机构供给稳定直线、圆周运动的最佳选择设备，，行机构相比较，液压驱动系统中液压缸或者马达就能够提供较大的功率，特别动形似采棉机这样的大型农机设备的大功率工作。旋转液压马达
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S225.911

【参考文献】