应用时间序列双谱分析的电磁换向阀故障诊断法.pdf

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1、2010年4月机床与液压Apr．2010第38卷第7期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．38No．7●DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．07．045应用时问序列双谱分析的电磁换向阀故障诊断法周颉，蔡伟(第二炮兵工程学院，陕西西安710025)摘要：提出一种利用时间序列双谱分析实现电磁换向阀的故障诊断的新方法。通过将实验采集到的换向阀正常工作和出现故障时的振动信号进行双谱分析，可以观察到振动信号双谱幅值图存在明显差异。由此可知，时间序列双谱分析可以诊断出换向阀的不同类型故障，是一种实现液压元件故障检测的有效方法。关键词：

2、电磁换向阀；故障诊断；时间序列；双谱分析中图分类号：TH137．52+3文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)7—146—3FaultDiagnosisofElectromagneticDirectionalValvesBasedonTimeSeriesBi．spectrumAnalysisZH0UJie．CAIWei(SecondArtilleryEngineeringCollege，Xi’anShaanxi710025，China)Abstract：Anewelectromagneticdirectionalvalvesfaultdetectionm

3、ethodbasedontimeseriesbi-spectrumanalysiswaspro·posed．Experimentalresultsshowthatcleardiferencescanbefoundinbi—spectrumgraphsofvibrationsignalcollectedfromnormalandfaultsituationofthedirectionalvalves．Theyindicatethatdiferentfaultsofdirectionalvalveseanbediagnosedbytimeseriesbi-spectruma

4、nalysis-It'safeasiblemethodinhydrauliccomponentfaultdetection．Keywords：Electromagneticdirectionalvalves；Faultdiagnosis；Timeseries；Bi—spectrumanalysis目前，时间序列故障诊断中广泛采用均值、方其结构简图如图1所示。WE型方向控制阀是用电磁差、自相关函数和功率谱密度等基于最小二乘优化准铁操作的换向滑阀，用以控制油液的开启、停止和换则的二阶统计量平稳随机信号分析方法，然而自相关向。这种方向控制阀主要包括阀体，1个或2个电磁方法消除

5、了被分析信号各个频率之间的相位信息，它铁，控制阀芯，1个或2个复位弹簧，推杆以及手动只适合于对已知均值的高斯过程进行描述。这些分析应急操作。手动应急操作在电磁铁不通电的情况下可方法虽然物理概念清晰、容易测量和计算，但是基本控制阀芯运动。上属于线性信号处理方法，对振动产生的非线性、非高斯特征信号来说，具有明显的局限性和不足。在许多实际应用中，必须脱离二阶统计的束缚，去获取信号相位信息以及其他非高斯统计的相关信息，而双谱(三阶谱)可以定量地描述信号中与故障密切联系的非线性相位耦合。同时，双谱还具有很强的消噪能力，理论上可以抑制高斯噪声。(P)文中的电磁换向阀故障诊断实验，是

6、通过对换向1一阀体2、3一电磁铁4一控制阀芯5、6一复位阀设置不同的故障状态，借助非介入式的加速度传感弹簧7、8一推杆9、10一手动应急操作P一油泵器检测阀体的振动信号，并利用数学工具Matl~对A一执行器进口B一执行器出口T一油箱故障信号的双谱进行分析，根据正常情况和不同故障图14WE6E6X型电磁阀结构简图下振动信号双谱幅值图的区别，提取换向阀的故障状当安装在阀体1两端的电磁铁1DT与2DT均不态信息。通电时，阀两端的对中弹簧5与6使阀芯4处于中间1电磁阀的结构及工作原理位置，阀芯4个台肩与沉割槽的遮盖关系，使P、A、为了阐述电磁阀的结构及工作原理，作者选用B、T彼

7、此之间均不沟通。当电磁铁2DT通电时，电4WE6E6x／EG24N9K4型电磁换向阀为例进行研究，磁铁3中的线圈吸合衔铁(可动铁心)，并通过推杆收稿日期：2009—11—19作者简介：周颉(1987一)，男，硕士，主要从事智能检测与故障诊断方面的研究工作。电话：13679175750，E—mailjayswifi@qq．com。第7期周颉等：应用时间序列双谱分析的电磁换向阀故障诊断法‘147·8，顶推阀芯4左移，压缩弹簧5，将阀芯推向左端，式中：／'t，m分别为模型的自回归部分和滑动平均部传此时P与B沟通，A与T沟通。当电磁铁2DT断电分