礦冶典型零部件退化狀態(tài)識別與剩余壽命預(yù)測及可再制造性評估.pdf

1、由于礦冶典型零部件常處于灰塵多、腐蝕大、磨損快的特殊工況，對其退化狀態(tài)的識別及其維修與再制造評估方法正日益成為企業(yè)關(guān)注的熱點。礦冶典型零部件主要是指采、選、冶等礦山行業(yè)裝備中的大型曲軸、齒輪、軸承等關(guān)鍵件，通常分為在線服役的零部件和報廢裝備拆解產(chǎn)生的廢舊零部件兩類。對第一類在線服役的零部件，因礦冶特殊工況其退化往往具有很強的隨機性，存在狀態(tài)退化趨勢難以預(yù)測的難題，從而對其維修決策帶來了困難；對于拆解下來的第二類廢舊零部件，它們則正成為全

2、世界增長最快的廢棄物，若對其盲目再制造將導致成本過高、資源浪費，因此對其可再制造性評估決策并分類，是再制造循環(huán)利用的前提和基礎(chǔ)。
　　本文針對礦山行業(yè)存在的上述問題展開研究，探索了一套面向特殊工況的零部件退化狀態(tài)識別、壽命預(yù)測及其可再制造評估系統(tǒng)新方法，為礦冶領(lǐng)域的裝備健康管理與廢舊資源再制造循環(huán)利用提供理論支撐。
　　針對第一類在線服役的礦冶零部件存在問題，開展了以下研究工作：
　?。?）構(gòu)建了特殊工況的衰退性能指標

3、。針對現(xiàn)有方法中提取的單源特征易受噪聲干擾，對零部件衰退趨勢不敏感，多源特征之間存在重疊冗余的問題，提出采用面向礦冶特殊工況的主成分分析方法對多源特征進行融合，獲得礦冶零部件衰退性能指標，該指標具有較強抗干擾能力且對衰退敏感，又能有效地消除原始特征信息之間的冗余，通過表征效果驗證所構(gòu)建的指標，能夠較好的反映礦冶在役零部件的退化趨勢；
　?。?）提出了基于低秩打分的礦冶在役零部件特征選擇新方法，以提高預(yù)測礦冶在役零部件退化狀態(tài)的準確

4、率。對礦冶在役零部件退化狀態(tài)準確識別的關(guān)鍵在于特征的選擇和識別模型的建立，通過對分類問題的研究，提出用低秩打分對特征進行選擇的新方法，運用低秩表示模型尋找分類效果最好的特征，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建低秩打分準則，進而提出一種低秩打分的特征選擇新算法，通過支持向量機模型實現(xiàn)退化狀態(tài)的識別。以試驗平臺滾動軸承狀態(tài)識別為例，驗證了該方法的有效性；
　　（3）提出了一套對在線服役零部件的退化狀態(tài)識別與維修決策的新方法。通過該方法識別出在線服役零部件

5、所處的健康退化狀態(tài)，據(jù)此將在線服役零部件的維修分為三類：繼續(xù)使用、小修、大修（再制造），大大提高了設(shè)備效率，有效地降低了維護成本。
　　針對拆解下來的第二類廢舊零部件存在的問題，開展了以下研究工作：
　?。?）建立了專門針對礦冶廢舊零部件改進的威布爾分布剩余壽命預(yù)測模型，從而為其是否值得再制造提供依據(jù)。以歷史數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過對威布爾分布的改進，并融合支持向量回歸模型對廢舊零部件剩余壽命進行預(yù)測；
　?。?）構(gòu)建了基于霍