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《轴向柱塞泵故障诊断振动分析方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第18卷第3期东北重型机械学院学报Vol.18NO.31994年9月Jo飞lrnZIofNortleast卜IeaVyMaehineryInstituteSeP.1994轴向柱塞泵故障诊断振动分析方法赵静一赵永凯,张国栋陈一鸣一(燕山大学大庆石化总「)燕山大学摘要论述了轴向柱塞泵常见故障及其产生机理;对目前柱塞泵状态监测和故障诊断所使用的诸多振动分析方法进行了比较和评述.关键词轴向柱塞泵振动故障诊断分类号THll3.2TH3220引言随着液压系统的大型化、复杂化,对液压系统和元件的可靠性要求也越来越高.由于液压系统的各种故障都伴随系统运行而呈现周期性
2、(静止的系统受激励也产生振动),、、,而振动分析技术能实时直观精确地显示系统的动态特性及其变化过程且监测和诊断方法较简便、所.以振动分析技术已成为故障诊断的主要技术液压泵是液压系统的心脏,它的故障将直接影响整个液压系统以至整个设备的正常,因此对液压泵的状态监测与故障诊断是国内外学者近年来致力研究的课题.目工作前.在结构简单的齿轮泵,.和叶片泵故障诊断中振动信号分析方法已获得成功本文仅对振动信号分析方法在结构复杂的轴向柱塞泵中的应用进行讨论.1振源激励力振源激励力可分为三类:l).平稳周期激励力转子受到的激励力属于平稳周期激励..力2)平稳随机激励力机
3、械结构表面磨损、破裂及油膜振荡等流体动力过程产生的力属于此类3)冲击激励力.轴向柱塞泵的缸体做旋转运动,而柱塞作往复运动,所以轴向柱塞泵既具有回转机械的特点又具有往复式机械的特点.往复式机械以及许多具有周期运动特征的元件产生的激励力属于冲击激励力.2故障诊断实验装置为了应用振动信号分析方法研究轴向柱塞泵的状态监测和故障诊断,本文采用的轴,向柱塞泵故障诊断实验原理图如图l故障诊断信号检测和分析系统工作框图如图2(通过/1991年9月19日收到第3期赵静一等轴向柱塞泵故障诊断振动分析方法泵壳体上加传感器拾取振动信号)流量计压力传感器加速度传感器测速仪}电
4、阻应变仪电荷放大器}滤波器磁带记录仪A/D板电机联轴节3压力表口轴向柱塞泵5流量计6加载阀频响分析仪微机状态监测及诊断软件7真空表8过滤器9截止阀10温度计11转速计12安全阀打印显示绘图图l液压泵故障诊断式验台原理图图2故障诊断信号检测系统原理图3故障形式及监测参数的选择轴向柱塞泵发生故障时,其压力、流量、温度、振动和噪声等参数均发生变化(某些故障引起的参数值的改变十分微小),而且参数间相互干扰.为了准确可靠地获得故障信息,往往选择若干个监测参数,且其中一个为反映故障信息的主监测参数.轴向柱塞泵作为一种回转机械,应用较成熟的大型回转机械的故障诊断技
5、术,选取振动信号作为主监测参数.这主要是因为在诸多参数中,振动信号对故障反映较快、受环境污染噪声,.干扰小且便于拾取和分析滑靴与柱塞头之间的松靴是轴向柱塞泵的常见机械故障之一.它使泵运行时轻则振动,噪声增加,降低寿命;重则使活塞颈部扭断或使柱塞从滑靴中脱出,造成破坏性事.故此时振源冲击激励力来源于三个方面,一是处于排流运动过程的柱塞产生不稳定的运动;二是配流盘高压腔向柱塞孔的局部回流;三是滑靴与斜盘之间的撞击.这里,柱,塞从配流盘低压腔口位置过渡到高压腔口位置之间的预压缩过程产生的压力急剧升高.,是产生噪声和振动的主要原因当柱塞受到瞬态推力后将与滑靴
6、、回程盘撞击,产生的振动传给壳体,壳体以共振形式传递振动的高频能量;如果发生松靴,回程盘将发生强烈的共振.另外.泵吸空时也会产生与松靴相类似的现象.4故障振动诊断原理及方法l)振动信号的选择振动加速度a(O、振动速度v(t)与振动位移x(t)都以作为监测泵振动的信号,三可者的关系为川216东北重型机械学院学报1994年:。一.、百、、尹少龟厂()上凡(。)了,二气艺.、J的凡(。)=卞凡(。)招。)-U,,、。式中F(动凡(动凡(动振动加速度振动速度和振动位移的付氏变换由式(l),(2)可见.应—根据故障显现的频率区段来决定采用什么信号.如通过理论分
7、析或试验确定泵.,以得到更多的故障显现在高频区则选择加速度信号作为拾取信号的信息.2)平均处理技术轴向柱塞泵缸体旋转时,柱塞、缸体等部件均按一定的时差相对往复运动,一旦某一部件发生故障,便在相应的相位上出现异常.平均处理适于对这种异常信号的检测设检测信号x(O含有周期信号s(t)和随机噪声n(O、作平I1]均处理‘‘(,lim牛觉【s(t)+n(l)]=lim告觉(3)‘,。了V月=1~月N~N,0。ZV=1在回转运动部件出现异常的初期,信号很微弱,淹没在噪声中,但周期性很强,故经平,.均处理后随机噪声信号互相抵消周期信号的异常部位提供了设备故障发生
8、的位置信息’.3)泵的振动总能量试验研究表明,.,12当轴向柱塞泵发生松靴和吸空时其振动总能量均增加所以可利
