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废纸打包机液压泵故障分析诊断

2020-11-30
31次

一、液压泵头松动故障分析

由于制造误差或液压泵工作过程中的压力冲击,柱塞球头和球座经常凹陷变形,球头与球座间隙增大,造成柱塞球头松动故障。

1.1基于振动信号的故障机理分析

在液压泵缸体旋转过程中,柱塞在油缸内来回移动。当缸体旋转到一定角度时,通过上止点柱插入吸油区,球头与柱塞碰撞一次;当缸体旋转通过上止点时,球头开始向柱塞移动,球头和柱塞移动相对地,当缸体绕着排油区旋转时,高压油作用在柱塞上,使柱塞迅速向球头方向移动,从而产生另一种冲击。当气缸体旋转一个循环时,球头与柱塞发生两次碰撞,能量通过传动轴和轴承传递给壳体。因此,球头松动故障的振动频率是轴频率的两倍。

1.2基于压力信号的故障机理分析

球头的松动也会影响液压泵出口处的压力脉动。当缸体转到上止点时,球头向柱塞移动。油缸排出的油进入卸荷区时,球头与柱塞尚未碰撞。此时,在高压油的作用下,柱塞又向球头移动。当球头与球座相撞时,碰撞通过柱塞作用在高压油上,产生压力脉冲,根据以上分析,如果球头与球座之间的间隙很小,则球头是松动的,球头与柱塞之间的相对速度很小,碰撞能量很小。当间隙增大时,产生的振动能量会增加,并具有周期性变化的时变特性。壳体检测到的振动能量通常分布在轴频率的两倍,对于压力波动信号,能量主要分布在轴频率上。

1.3球节松动故障诊断系统

为了解决球头松动问题,在液压泵出口垂直方向安装了两个加速度传感器ax和a。检测到振动,压力传感器P检测泵的压力脉动。由于液压泵出口处检测到的振动信号和压力信号常被干扰信号淹没,为了提取故障特征,采用小波变换对上述传感器的检测信号进行去噪处理。

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二、小波信号去噪处理

液压泵的工作环境普遍较差,其工作状态受环境影响较大。在泵出口检测到的信号通常含有大量的噪声。试验结果表明,在液压泵出口处检测到的压力信号和振动信号具有以下特点:1)信号频谱分布很宽,波形杂乱,规律性差;2)具有明显的时变和非平稳特性。

因此,基于这两类信号提取故障特征非常困难。有必要对检测到的信号进行去噪处理。


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