振动监测技术在齿轮机构故障诊断中的应用

在机电设备故障诊断中,振动监测技术是最常用的方法。以轧机减速器齿轮机构故障诊断为例,采用频谱分析方法,从振动幅值的变化及时域波形特点分析故障频率特征,从而查明故障原因,为维修提供重要依据。     

液压缸非线性弹簧力约束下轧机吸振器参数的优化

考虑四辊轧机液压缸非线性弹簧力约束的因素,引入吸振器控制装置,建立带有轧机吸振器的轧机辊系振动动力学模型;通过对轧机吸振器基本参数的优化,得出吸振器最优的阻尼系数和刚度系数;仿真分析不同质量、弹簧力、摩擦力对轧机辊系振动幅频特性曲线的影响规律,得到轧机吸振器的最优质量可以有效提高系统稳定性,轧机吸振器的最优弹簧力可以缩小系统的不稳定区域,轧机吸振器的最优摩擦力可以有效降低幅频特性曲线的高度,为有效抑制轧机辊系垂直振动提供理论支持。     

银山矿业露天采场生产爆破振动测试分析

为研究露天开采过程中生产爆破振动波的衰减规律及其对临近边坡稳定性的影响,以银山露天矿爆破开采工程为背景,对露天采区进行爆破振动效应测试试验。试验结果表明:(1)根据测点与爆源距离、单段最大爆破炸药量、实际测得的振速,采用数理统计原理的最小二乘法进行线性回归分析,得到爆破地震波衰减参数K、α,其爆破振动质点振动速度衰减规律公式为:■;(2)采区临近边坡爆破时,宜采用预裂爆破等控制爆破技术,减少单段最大爆破药量及爆破规模,以此降低爆破振动对边坡稳定性的影响。     

基于MIMU的FastICA算法钻头故障振动信号分析

为了解决钻头在钻进过程中由于采集到的信息存在信噪比低和钻头与钻柱振动信号互相混叠而难以对钻头故障振动状态进行有效识别的问题。提出一种基于MIMU的FastICA算法来对钻头与钻柱振动数据进行处理分析,从而放大了钻头振动信号特征(正常、松动),提高了钻头振动信号的识别度。首先对经MIMU采集而来的原始数据进行误差分析和预处理,接着使用FastICA算法进行仿真实验,最后采用预处理后的松动状态下钻头与钻柱的振动信号进行实例实验验证。经验证,此方法有效放大了钻头的振动信号特征,有一定的实际意义。     

谱图小波阈值降噪及其在滚刀主轴振动信号分析中的应用

通过分析谱图小波变换在平面图像、三维实体分析中的应用,提出一种用于一维数字信号分析的谱图小波阈值降噪方法。该方法将一维数字信号定义到路图上,利用谱图小波变换将其分解成尺度系数和谱图小波系数,对谱图小波系数进行阈值过滤处理,再进行谱图小波逆变换得到降噪信号。首先,利用四种典型仿真信号进行降噪试验,并分析不同分解层数对降噪性能的影响;接着,将其与经典小波阈值降噪方法进行仿真对比;最后,采用该方法进行滚刀主轴振动信号降噪,并与经典小波阈值降噪方法对比。仿真及试验结果表明,该方法实现了一维数字信号的快速非迭代降噪,且降噪信号平滑度高、畸变小,优于经典小波阈值降噪方法。     

滚刀主轴振动位移与加速度响应模型研究与验证

滚齿机振动难以避免,研究滚刀主轴的振动特性可为滚齿加工工艺参数优化和滚齿加工振动自补偿研究提供理论基础。为实现滚齿机振动控制、提高滚齿加工质量,基于欧拉梁理论建立滚刀主轴振动平衡方程,推导滚刀主轴各阶固有频率和各阶主振型计算公式。由模态分析法推导滚刀主轴坐标系下滚刀主轴沿任意方向的振动位移计算公式,并基于坐标变换原理建立工件坐标系X方向和Z方向的振动位移和加速度响应函数模型。针对横向不受力和加工两种振动状态开展测试实验,并对比加工状态下振动位移和加速度的仿真值与测试值,相对误差均小于5%,验证滚刀主轴固有频率和振动响应函数模型的正确性。综合分析振动测试数据与振动响应函数模型仿真数据,得出滚刀主轴振动量与振动方向、振动阶次的变化关系。最终基于振动响应函数模型提出了一种加工工艺参数优化的思路。     

基于VMD与KFCM的柴油机故障诊断算法

针对柴油机的故障诊断问题，提出了一种基于变分模态分解（variational mode decomposition，简称VMD）与核模糊C均值聚类算法（kernel fuzzy C-means clustering，简称KFCM）联合的故障诊断方法。首先，针对VMD算法中分解层数K的选择问题进行了自适应优化；然后，从优化VMD算法的分解结果中选取3个关键分量计算最大奇异值，并将其作为3维的特征向量输入KFCM算法中进行分类识别；最后，对仿真信号以及某型柴油机的模拟故障实验信号使用优化VMD、传统VMD和经验模态分解（empirical mode decomposition，简称EMD）方法分别进行分解与识别。结果表明，笔者提出的方法明显改善了模态混叠现象，提高了模式识别的诊断正确率，提出的联合算法具有更好的应用前景。     

基于多传感器融合的电梯导轨性能检测方法研究

为了高效地测量电梯导轨的直线度、垂直度、接头台阶偏差等多项参数,提出了一种基于多传感器信号分析的方法,并依据该方法设计了一套拖曳小车一体化智能检测装置,该装置由动力系统、测量小车、主控电脑3个部分组成。测量小车搭载加速度传感器和倾角传感器,在动力系统的牵引下沿电梯导轨上下运动。将传感器测得的数据传回主控电脑,根据加速度信号计算电梯导轨的接头台阶偏差,根据倾角信号计算直线度和垂直度,并实时显示在显示器上。试验结果表明,此方法比传统的吊线尺量方法效率更高,且精度符合要求。     

某型滑油冷却风扇振动特性分析

为避免工作状态下风扇转子由于自身工作转速及相关的激振频率引起的共振现象,通过试验模态分析及数值模态分析结合的方法对转子振动特性进行分析,并与改进前的转子进行对比。结果表明,以静子尾流产生的激振力对应的共振转速与转子的工作转速相接近,改进后的转子各阶固有频率提升但共振裕度减小,因此在风扇使用过程中应保证其完整性,从而避免疲劳断裂等安全隐患。