汽车主减速器总成在线检测系统研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com字木交；j；i理论，研发，设计，制造统对被测工件的判断。在本文中的在线检测系统应用阶文中用3台伺服电机模拟其工作状态(如图1)。其中一台次分析方法来消除这种现象。伺服电机模拟汽车从万向节传递过来的动力，另两台伺阶次分析方法是一种针对旋转机械振动信号的分析服电机模拟主减速总成两侧输出轴的阻力扭矩。方法，阶次分析方法就是对等角度采样得到的信号进行快速傅里叶变换(FFT)，变换过后信号不再以频率来度量，左而以阶次来度量，可以对一般频谱分析很难分析的非平稳阶段的特征信息进行提取，即

2、消除了”频率混叠”现象。基于阶次分析方法以上优点，本文对基于阶次分析的主减速器在线检测方法与系统开发进行研究。2检测原理阶次分析方法也称为整周期截断离散傅里叶变换法(DFT)，以转轴旋转频率的整数或者分数倍频进行采样，驱动电机输入轴图1主减速器总成及电机布置简图然后对采样信号做离散傅里叶变换(DFT)计算，从而求出所关心的信号的阶次比幅值和相位。其实质是消除或结合阶次分析启动测试设备)降低转速变化对振动信号分析的影响。方法和主减速器总———1—西成初始化2．阶次的定义成的振动原理及特装夹待测试主减速器总成阶次(order)定义为参考轴每转内发生

3、的循环振动次征，制定测试流程低速驱动，两侧无加载扭矩数l2]：o=循环振动次数，转。阶次与其对应振动频率的关系如下(如图2)：加速阶段测试开始匀加速驱动，同时两侧加正加载扭矩如式(1)所示。可以看出，一旦旋转零部件的传动比固定(1)将被测试的后，阶次谱分布并不受参考轴转速变化的影响。主减速器总成安装完成数o=6Of／n到测试台架上，并完保持匀高速驱动，同时卸载扭矩式中：0为阶比，阶；n为参考轴的转速，r／min。成其它的辅助动作。开始匀减速驱动．同时两侧加负加载扭矩2．2阶次跟踪方法的实现(2)在驱动模常见的阶次跟踪方法有硬件阶次跟踪法、计算阶

4、次块下进行低速、零开始采集数据完成数据采集跟踪法和基于瞬时频率估计的阶次跟踪法等口]。虽然硬件扭矩驱动：主拖动保持匀低速驱动．同时卸载扭矩阶次跟踪的实时性好，但是由于其结构复杂、价格昂贵，电机采用转速控制完成测试，停止驱动而且在转速变化快时，其跟踪精度得不到保证。同时结合方式进行驱动，两主减速器总成的故障诊断，以及出于硬件复杂程度及成侧的电机采用转矩本考虑，本文选择计算阶次跟踪算法构建系统。控制方式。关闭设备计算阶次跟踪技术是HP公司的Potter开发的_4．5】。(3)按照上述图2测试流程简图其实现的思想是：分别对振动信号和转速信号采样，然后

5、的驱动方式使台架通过数字信号处理算法用软件来实现等角度间隔的采样，进行匀加速运动，同时两端进行正的定扭矩加载，并进行振这个过程称为计算阶次跟踪(Computedordertracking)法，动信号的采集以及阶次分析。这～部分称为正向驱动部分。简称COT法。下面研究其实现的具体算法：(4)N试设备保持定转速、定扭矩运转，这一部分主(1)首先对采集得到的参考轴的转速信号n(k)进行要是进行过渡。拟合，得到转速拟合函数n(t)。(5)驱动方式不变，进行匀减速、负的定扭矩运动，同(2)根据拟合得到的转速拟合函数n(t)，计算参考轴时进行振动信号的采集

6、以及阶次分析。这一部分称为正rf向滑行部分。的转角函数：(￡)=—Jn(￡)dtjU”(6)进行卸载扭矩、降低台架转速，试验完成。(3)按照等角度间隔AO，分别令O(t)=kAO，(k=0，1，23．2测试系统的组建⋯)解方程得到重采样的时间序列t(k)(k=0，1，2⋯)；本系统以工业工控机为控制与信号处理及分析的硬(4)对采集得到的振动数据x(k)，按照重采样的时间件核心，以高级语言构建虚拟仪器为手段实现计算阶次序列t(k)(=0，1，2⋯)，进行重采样(对不存在的点，采用插分析。其本功能图如图3。补方法进行计算)，从而得到的等角度的振动数

7、据()。该检测系统的硬件系统中的振动传感器与转速计是(5)对等角度振动数据(

8、j2)进行傅里叶变换就可以实现计算阶次跟踪的关键元件，它们分别对被测件的振得到阶次谱。动信号和转速进行采样，然后通过数据采集卡把采集信3阶次分析方法的应用息传递给工控机进行处理。其中，计算阶次功能的实现是3．测试方法实现的方法与流程通过数据采集的外部触发功能来实现；通过多通道的采实际上主减速器总成的工作状态是很复杂的，在本集功能可以实现计算阶次分析的功能；通过对振动信号58；机械工程师2011年第2期学兔兔www.xuetutu.com字木交流理论，研发，设计，嗣谴次

9、谱图5和图6进行局部放大得到图7和图8。从阶次谱图可以看出，无论是正向驱动的阶次谱图和正向滑行的阶次谱图都具有类似的特征：的单独采集可以实现时一频阶次