发电机辅机振动在线监测纳入DCS的扩展性研究

发电机组辅机振动在线监测纳入到DCS中,振动信号通过振动速度传感器和振动位移传感器传到信号分析仪和信号处理器,然后送到DCS系统进行振动的初步诊断,如果振动监测趋势曲线发出报警,则可能是振动频率或者是振动幅值超过正常范围。基于此初步判断,将振动监测信号送至便携式振动监测系统进行点对点的判断分析。振动信号纳入全厂DCS,而不必重建系统,将带来极大的经济效益。     

基于LabVIEW的轴承故障检测系统

滚动轴承是铁路货车的主要部件,其性能的好坏直接影响列车速度的提高及运行安全。本课题通过采集、分析轴承的振动信号来判断其运行状态。在此基础上选择适当的压电加速度传感器、电荷放大器以及数据采集卡,用于采集滚动轴承在线的振动状况。轴承的振动信号经过硬件部分,最终传入计算机。信号分析处理采用频域分析法,直接对轴承振动信号进行频谱分析,结合频谱图的频率结构和特征频率的和频及差频分析,就可以判别出轴承的好坏。     

变工况下裂纹故障直齿轮副振动特性分析EI北大核心CSCD

针对齿根裂纹齿轮副的故障检测,常利用采集齿轮箱振动信号进行分析评估齿轮副的健康状态,但在对故障齿轮副进行振动故障检测过程中,因为齿轮副的转速误差以及负载转矩波动及其他非稳定工况,使得齿轮副运行并不处于理想状态,此对齿轮副振动信号影响较大,使之难以分辨齿轮副振动的特征频率。为此根据势能法建立齿轮副齿根裂纹模型,推导齿轮副发生局部故障后其时变啮合刚度计算解析式,对变工况下齿轮副振动非平稳信号进行短时傅里叶变换,分析在变工况情形下齿轮副的振动特性。研究结果表明:在稳定工况下,齿轮副的振动幅值随转速和负载转矩增加而增加,其边频带分布也随之呈现出一定规律。在非稳定工况下,利用短时傅里叶变换后,发现齿轮箱振动时域和振动频域都出现明显的振动冲击,频域中相邻冲击峰的间隔反映齿轮副的转速误差,其主要频率的分布和幅值也可反映齿轮副运行过程中的转速和转矩负载的波动。同时,在非稳定工况下所得到的结论与齿轮副在稳定工况下运行所得到的结论相一致,皆为齿轮副的振动幅值随转速和负载转矩增大而增大。     

变转速工况下液压泵故障振动信号的角域烈度特征提取方法

提取对故障敏感的特征信息是提高液压泵状态评估准确性的关键;由于目前变转速工况下液压泵故障的敏感特征信息严重匮乏,导致评估准确率偏低;为此,针对液压泵滑靴磨损故障,提出角域烈度特征的新概念和新的特征提取方法。该方法利用阶比分析方法将时域非平稳振动信号转换成角域平稳信号,依据振动烈度的定义和频域计算方法,得出角域平稳振动信号的单边幅值谱和谐波频率,由此推导出三种振动信号类型(位移、速度和加速度)的角域烈度特征因子计算公式。以液压泵滑靴内边缘磨损故障为例,在变转速工况条件下提取故障振动信号的角域烈度特征因子,通过与阶次能量特征因子进行定性与定量分析比较,证实了角域烈度特征因子对滑靴磨损故障的劣化发展具有更强的敏感性。     

多级离心泵振动故障诊断分析及处理

振动是影响离心泵机组安全可靠性运行的重要因素。针对某石化公司多级离心泵振动超标、不能正常运行等问题，借助北京京航公司HG8908C数据采集系统进行振动测试，运用频谱分析方法对其振动信号幅域、时域、频域详细诊断分析，给出其可能的故障因素，并结合解体情况提出调整转子中心、适当增大叶轮出口与导叶进口间的动静间隙等相关方案，有效地解决了振动故障问题，提高了泵组的可靠性。此方法及解决措施对类似振动故障问题具有一定参考价值和指导意义。     

工件底孔直径对冷挤压内螺纹振动信号的影响

通过研究不同工件底孔直径下冷挤压内螺纹的振动信号,并对其在时域、频域及时频域上的分析,研究了在不同工件底孔直径下,冷挤压内螺纹振动信号的变化规律,进而从振动信号方面解释不同工件底孔直径对冷挤压内螺纹的影响。研究结果表明,随着工件底孔直径的增大,振动信号的振动幅值相继减小,振动信号的频率从高频向低频移动,振动信号能量主要分布在625～1250Hz范围,且振动信号的总能量不断减小。     

基于熨平装置振动特性的摊铺密实度识别技术研究EI北大核心CSCD

为了检测摊铺层密实度,根据主副振捣器与铺层材料的接触情况,将熨平装置分为四种振动状态,建立了二自由度的振动模型;通过Newmark-β法对模型进行求解,分析了熨平装置质心位移幅值、加速度幅值与熨平板振动器频率、振捣频率、铺层材料特性之间的关系,得出了熨平板加速度频谱图,并进行了相应的试验研究。研究结果表明:基于冲击接触模型得到的熨平装置加速度频谱图,包含了振动器频率、振捣频率及其谐波分量;在熨平装置加速度频谱中,振捣主频与熨平板振动器主频的幅值比随铺层密实度的增加而变大,通过振捣主频与熨平板振动器主频幅值比可实现摊铺密度的在线识别。研究结论可为检测摊铺密实度,提升路面施工质量提供参考。     

基于频移及谱线编辑的齿轮故障窄带解调分析方法

通过对旋转机械变速运行齿轮箱振动研究,提出基于频移及谱线编辑的齿轮故障窄带解调分析方法。对齿轮箱变速等非稳态信号进行时域同步采样,利用阶比跟踪对时域信号等角度重采样转换为角域准平稳信号,克服转速波动对信号分析产生的频率模糊现象;对角域信号进行同步平均削弱与转速无关的频率成分,提高信噪比;对平均信号进行窄带解调分析,通过对阶比谱自动编辑分离出齿轮故障主要啮合阶比分量后恢复到角域信号,进行幅值解调及基于频移的相位解调,据幅值解调及相位解调波形图提取齿轮故障特征。结果表明,基于频移、谱线编辑的齿轮故障窄带解调分析方法能有效提取齿轮故障特征信息。     

针对金属表面缺陷深度的激光超声检测研究

为了完成对金属材料表面缺陷深度的检测,提出了通过幅值分析检测表面缺陷深度的方法.搭建了激光超声扫描检测实验平台,采集了B-scan信号,从时域和频域角度分析了不同深度表面缺陷对声表面波传播的影响.研究结果表明:表面波在缺陷处会发生反射、透射产生模式转换现象,且透射波频率成分与缺陷深度有关;透射表面波与直达表面波的幅值比可实现缺陷深度的检测,与频谱分析法相比,具有更小误差.     

OTPA方法在压路机驾驶室振动分析上的应用

应用奇异值分解技术改进的工况传递路径方法,对某型号双钢轮压路机驾驶室的振动情况进行分析。采集压路机工况试验下的振动数据,建立从包含发动机、钢轮到驾驶室的4条振动传递路径模型。根据模型计算合成的输出信号与实测输出信号能够良好的吻合,验证模型的正确性。对合成信号进行频域分析,找到驾驶室振动的主要峰值频率。针对主要峰值频率,计算各振动路径贡献度,并相应地提出了具体的减振方案。为解决同类工程机械结构振动问题提供了工程指导。     

岩体软弱夹层对爆破震动信号影响的试验研究

岩体中的软弱夹层对爆破震动信号有明显的影响。在南宁市郊区一采石场进行了软弱夹层影响爆破震动信号的试验,在试验中采用了无线网络控制的爆破震动信号测量系统,并针对以前试验中的不足,改变了药包起爆顺序,试验结果表明：在软弱夹层上方爆破的震动信号时域曲线比较规整简单,频域曲线主峰非常突出明显且高频部分很少;在软弱夹层处及其下方爆破的震动信号时域曲线相对软弱层上方要复杂的多,频域曲线叠加了较多的高频成分,曲线中呈现多峰特性。依据试验结果提出了采用爆破震动信号识别软弱夹层的近似简便方法,并对该法的原理和适用性进行了分析     

Detection and Diagnosis of Gear Fault By the Single Gear Tooth Analysis Technique

This paper, presents a procedure of single gear tooth analysis for early detection and diagnosis of gear faults. The objective of this procedure is to develop a method for more sensitive detection of the incipient faults and locating the faults in the gear. The main idea of the single gear tooth analysis is that the vibration signals collected with a high sampling rate are divided into a number of segments with the same time interval. The number of signal segments is equal to that of the gear teeth. The analysis of individual segments reveals more sensitively the changes of the vibration signals in both time and frequency domain caused by gear faults. In addition, the location of a failed tooth can be indicated in terms of the position of the segment that deviates from the normal segments. An experimental investigation verified the advantages of the single gear tooth analysis.     

快递运输包装随机振动信号采集与分析

目的 研究中国南方快递运输包装车辆的随机振动特性,为随机振动试验研究提供理论指导.方法 实地采集快递运输包装终端配送车辆在实际工况中遭受的随机振动信号,通过经验模态分解,对各固有模态函数(IMF)的时域、功率谱密度、Hilbert时频谱、Hilbert边际谱等进行分析.结果 经验模态分解将运输包装随机振动信号按频率高低依次分解成若干IMF分量,前若干IMF分量代表原始信号中的高频瞬态振动信号,后若干IMF分量代表原始信号中的低频振动信号,进而实现高频与低频振动信号的有效分离.结论 希尔伯特-黄变换适用于快递运输包装随机振动信号的分析研究,将在振动信号中间歇性的、加速度幅值较大且持续时间短暂的高频冲击信号进行分离,为运输包装随机振动信号模拟提供新思路,并对产品包装防护设计具有一定的理论指导意义.     

工频干扰振动信号的建模与分离处理

针对钻井泵振动测试过程中遇到的工频干扰，采用信号的基元分段方法进行测试信号的合理分段处理，结合最优频率匹配法实现分段后干扰信号的建模分析。在此基础上提出振动信号的匹配滤波法，实现干扰信号与钻井泵振动信号的匹配滤波分离。实践表明，最优频率匹配法可以实现各种信号的数学建模，是一种通用性的信号建模处理有效的新方法，而且建立在该方法基础上的匹配滤波法也可以较为完整、合理地分离各种时、频域混叠信号，是一种适应性强的信号滤波处理新方法。     

钢桶泄漏流激振动结构响应分析与实验研究

目的为了探究钢桶泄漏产生声发射检测技术的基本原理和实验方法,建立钢桶泄漏仿真模型和实验模型。方法首先介绍钢桶气体泄漏产生声发射信号的机理和流固耦合的基本原理;其次建立钢桶泄漏模型,通过Workbench流固耦合方法模拟流激振动下结构响应特征;然后根据声发射检测原理搭建钢桶泄漏声发射检测实验平台,采集实验数据并分析处理,探讨漏孔直径、内压与钢桶泄漏各特征参数的关联,结合频域分析,得到能够表征钢桶泄漏的特征参数与特征激振频率;最后将得到的泄漏声发射信号特征与仿真结果进行比较。结果钢桶气体泄漏流激振动的激振频段为22～40 kHz,峰值频率约为25 kHz。结论钢桶泄漏的仿真模拟结果与实验检测得到的结构响应基本一致,钢桶泄漏的仿真与实验研究方法为钢桶气体泄漏在线检测技术的研究提供了依据。     

S变换时频谱SVD降噪的冲击特征提取方法

为了从滚动轴承故障振动信号中提取出冲击特征,以进行轴承故障诊断,提出基于S变换时频谱奇异值分解(SVD)的信号降噪方法。S变换是一种信号时频表示方法,适合于处理与分析非平稳的冲击特征信号。在SVD降噪过程中,数据矩阵由信号的S变换谱系数构成;奇异值序列的置零阈值位置坐标可由奇异值差分谱最前面部分峰值群的最后一个峰值点序号来确定。最后对降噪的数据矩阵进行S逆变换,获得信号的时域冲击特征。仿真研究表明,基于S变换时频谱的SVD降噪方法可以成功地从低信噪比信号中提取出周期性的冲击特征。将本方法用于处理与分析滚动轴承故障振动信号,根据所提取出的冲击特征出现频率,能够方便有效地实现轴承相关故障的诊断。     

叶轮空蚀状态下离心泵振动特性分析

空蚀是指空化过程中产生的空泡溃灭引起过流表面材料损坏的现象。为研究离心泵叶轮空蚀后的振动信号特征,选用IS-50-160-00单级单吸离心泵为试验对象,基于虚拟仪器技术搭建试验泵系统。测得离心泵空蚀条件下的振动信号,采用均方根(RMS)分析、峭度(K)分析两种统计方法对发生空蚀后的离心泵振动信号的平均能量、冲击波能量进行分析,采用短时傅里叶变换(STFT)分析了振动信号的时频域特性。分析结果表明:空蚀条件下整体来看基座方向和轴向方向振动幅值较大且都是无规则振动,而横向方向和纵向方向上的振动信号振幅相对较小;振动信号的能量随着流量的增大呈现先减小后平稳再增加的趋势,空蚀增加了振动信号的能量值;空蚀加剧了液体对离心泵的冲击使得振动信号峭度值增加,且基座方向峭度值大于3可作为空蚀故障的诊断参考标准;通过时频谱分析可知空蚀发生后流体可能对离心泵存在冲击波及冲击波导致的脉冲信号,且空蚀后产生了高频振动信号,高频带的振动信号可为离心泵空蚀故障诊断提供参考。研究叶轮空蚀后离心泵振动信号的特征有助于及时发现离心泵空蚀故障的发生,从而调整运行参数,以免造成严重后果。     

根据振动信号诊断氦风机故障的方法研究

氦风机是10MW高温气冷实验堆(HTR-10)的一回路主风机,是大功率、高转速、多环节的旋转运动系统,有发生多种故障的可能,而其工作正常与否直接关系到反应堆的安全运行。通过在线分析氦风机运行时的振动信号,可以对氦风机的运行情况进行深入、彻底地评估,对可能的故障尽可能早地进行预防性诊断,从而保证氦风机能够正常和安全运行。本课题从氦风机本身结构和特点出发,研究提出并实现了分别在时域和频域上对氦风机的振动信号进行分析、进而对氦风机故障进行诊断的方法和框架。     

基于HHT变换的小水池水下爆炸振动分析

为了探讨水下毫秒延时起爆对爆炸振动信号的影响,在小型圆筒形爆炸水池(直径5.5m、高3.62m)中进行单药包和双药包两种形式爆炸实验。使用UBOX-5016测振仪采集爆炸振动信号,并对采集到的水下爆炸振动信号进行HHT分析。结果表明,随着测试距离的增加,振动速度减小而主振频率增大,装药量增加,振速增大;通过Hilbert能量谱、边际谱分析可知,水下爆炸振动能量的频率基本分布在100Hz以下的低频区,且主要分布于50Hz内;主振频带在3¹0Hz范围内;分别通过对能量谱、边际谱的分析,进一步验证了延时起爆能够降低水下爆炸振动能量,减小振动效应。实验结果与分析对水工建筑结构抗震设计及水下军事对抗防护等方面具有一定参考意义。