2022, 50(11):1-7. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.001
摘要:针对移动机器人的轨迹规划和轨迹跟踪控制问题,提出一种加速度和速度约束情况下,通过贝塞尔曲线拟合参考轨迹,再利用跟踪微分器规划平滑速度的轨迹规划新方法;基于Backstepping方法,建立机器人位姿误差方程并进行控制器的设计,同时分析了控制参数对轨迹跟踪性能的影响;将轨迹规划方法和控制算法结合,并在仿真平台和移动机器人实物平台上进行实验验证。实验结果验证了轨迹规划算法和控制器的可靠性及有效性,相比于未进行速度规划、速度不连续和滑模控制等方法,提出的方法控制平稳且有效减少了位姿误差。
2022, 50(11):8-13. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.002
摘要:针对一种新型倾转旋翼水空跨域机器人,采用一种非参数系统辨识算法,目的是在数据量较少情况下,实现对跨域机器人的动力学建模。该算法基于多输出高斯过程,在无需机器人动力学模型的先验知识情况下,可通过采集试验数据,获得机器人的模型。为降低高斯过程回归的计算复杂性,采用局部高斯过程回归,对机器人的动力学模型进行辨识。为验证该辨识方法的有效性,在空气中以倾转四旋翼模型为试验平台,利用遥控获取的机器人数据进行验证。在机器人相同控制输入量下,对比模型预测值和实际测量值,证明该机器人动力学辨识方法的有效性和局部高斯过程回归的快速性。
2022, 50(11):14-19. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.003
摘要:某气动单向弯曲关节柔性手指由人工肌肉和弹性钢板并联组成,弯曲变形时具有大变形和非线性特点,静力学模型十分复杂且不利于控制。为便于实时精准控制,进一步简化手指静力学模型,并对其静力学特性进行实验研究。搭建静力学实验平台,对单肌肉驱动和双肌肉驱动两种不同驱动类型的柔性手指在不同限位面和等外载荷工况下分别进行夹持力和弯曲角度的对比实验。利用MATLAB对实验数据进行处理分析,得到手指夹持力和弯曲角度的经验模型。结果表明:气动单向弯曲关节柔性手指夹持力与弯曲角度、工作气压和驱动肌肉数目之间存在非线性关系;与静力学理论模型相比,该经验模型具有更高的精度,夹持力模型预测误差能控制在0.76 N内,弯曲角度模型误差可控制在6.9°内。
2022, 50(11):20-24. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.004
摘要:针对目前钢制管道壁面检测工作主要依靠人工手持探伤设备进行检测的情况,设计四轮驱动磁粉探伤爬壁机器人。对机器人的两种危险状况进行静力学分析,得出永磁轮最小吸附力为250 N。建立永磁轮尺寸优化模型并将它导入有限元分析软件Ansoft Maxwell,优化得到永磁轮轭铁厚度为6 mm、半径为20 mm。对永磁轮进行磁场分析并研究轭铁厚度与半径变化对吸附力的影响;组装机器人样机进行实验。结果表明:所设计的机器人能够沿壁面稳定行走与转向,验证了机器人设计的合理性。
2022, 50(11):25-34. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.005
摘要:针对机器人关节柔性引起的轨迹跟踪误差问题和末端执行器残余振动现象,在PD反馈控制律基础上,提出一种基于柔体动力学模型的前馈力矩补偿控制算法和后置多模态自适应输入整形算法前馈力/位混合控制策略。建立六轴工业机器人柔体动力学简化模型,在不附加关节编码器和外设的情况下进行柔体动力学参数辨识,再将动力学模型改写为力矩计算方程,经计算得到前馈力矩并加入控制律中进行补偿;计算前馈力矩所用的期望轨迹需经过输入整形器处理,考虑机器人系统的时变性问题,采用后置多模态自适应输入整形算法对期望输入位移信号进行命令整形,从而抑制末端的残余振动现象。结果表明:所提出的前馈力/位混合控制策略能有效减少轨迹跟踪误差,抑制机器人末端的残余振动现象。
2022, 50(11):35-40. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.006
摘要:针对输油管道内壁滞留物难以清理的问题,设计以STM32单片机为控制核心的基于超声法清洗的管道蛇形机器人。利用超声波原理降低管道内壁污垢的附着力,同时通过机械旋转式吸油装置清除油污,达到超声波-机械式双重清洁的效果。利用多种传感器、电机和舵机的相互配合,实现机器人在变管径管道内自移动。进行正交试验、MATLAB仿真以及数理计算分析。结果表明:该机器人能有效清洁管道内壁污垢,具有良好的可操作性和可拓展性,为实现管道内壁远程的清洁和提高油气运输量提供参考。
2022, 50(11):41-45. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.007
摘要:采用自主研发的2种软体驱动器研制一种气动柔性管道机器人,并根据作业任务,规划两种运动步态,分别是快速移动步态和载荷作业步态;利用运动学实验平台进行机器人的运动实验,验证了步态的合理性与准确性。结果表明:应用规划的步态,机器人可在不同工况下、不同截面形状和直径的管道内爬行,高效稳定地完成作业任务;快速移动步态下机器人最大速度可达5.50 mm/s,载荷作业步态下机器人最大负载能力为10 N。
2022, 50(11):46-52. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.008
摘要:为了抑制锻造车间内锻压机等设备给锻造机器人造成的残余振动,开展机器人的金属橡胶关节阻尼设计及其振动抑制性能分析。基于冲击响应理论获得锻造环境中锻压机冲击的半正弦脉冲激励;根据SPONE的线性弹簧假设及关节刚-柔耦合特性,在COMSOL 平台上建立了六自由度锻造机器人的几何模型;对锻造机器人关节中金属橡胶垫片的减振阻尼特性进行分析;最后在COMSOL平台上完成了7种状态下锻造机器人的振动响应试验,并对丝径分别为0.10、0.20、0.25、0.30 mm的4种金属橡胶关节阻尼进行了残余振动抑制测试。测试结果表明:当关节4~关节6都呈0°时,极限状态4下无阻尼机器人末端最大位移为0.19 mm;而4种金属橡胶关节阻尼的机器人末端位移分别降低了85.8%、99.5%、100%和100%,且金属丝径为0.25 mm时抑振效果最好,从而验证了在锻造机器人中增加金属橡胶关节阻尼抑制残余振动的有效性。
2022, 50(11):53-59. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.009
摘要:设计一种可实现三平移一转动的空间并联机器人机构。利用方位特征集理论分析机构的自由度和方位特征集。根据向量的外积和矢量法推导得到运动学逆解方程,同时根据Newton-Raphson方法计算机构的运动学正解,选择一组数值解进行正逆解互相验证。计算运动学的雅克比矩阵,分析运动学的奇异性。分析机构的可达工作空间和定姿态工作空间,研究参数对工作空间大小的影响。建立工作空间体积最大化数学优化模型,选择鲸鱼优化算法完成参数的最优化设计。结果表明: L2、r越大,机构的操作空间越大, L1、R越大,机构的操作空间越小;最优R、r、L1、L2分别为1、0.999 2、0.3、1.5 mm。
2022, 50(11):60-66. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.010
摘要:针对目前人工带电更换间隔棒检修作业过程中存在效率低、劳动强度大、人身安全得不到保障等问题,设计一种适用于双分裂输电线路间隔棒带电检修的四轮移动机器人。通过分析作业环境及作业对象,设计双臂各带机械手的机器人结构并确定最优的自由度;分析作业过程中的关键技术,提出旧间隔棒拆卸与新间隔棒安装的机器人作业运动规划;在INVENTOR环境下开发机器人虚拟样机三维模型,对作业过程中作业臂的关键状态进行运动学建模;在MATLAB环境下对机器人作业臂进行运动学仿真。结果表明:所设计的双分裂输电线路移动作业机器人虚拟样机能够满足带电检修作业需求,可为机器人物理样机开发提供参考。
2022, 50(11):67-71. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.011
摘要:为解决汽车零部件CTF25主轴带轮轴精加工后的去毛刺、打磨问题,选用合适的机器人,以特定的机器人浮动主轴为例,设计专门的主轴带轮轴夹具,制造一套汽车主轴带轮轴机器人打磨设备。该设备采用双浮动主轴及双刀具技术,可以在打磨过程中完成自动换刀,以实现去除工件球道轮廓边缘、36个齿侧及D6相贯孔孔底存在的毛刺;编辑机器人打磨路径,完成机器人对CTF25主轴带轮轴的去毛刺处理,达到目视无毛刺、用手抚摸无台阶且不扎手、深孔内无铁屑残留的去毛刺标准,实现降低成本、提高效率的目的。
2022, 50(11):72-76. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.012
摘要:针对目前绳牵引并联机器人时变势能场建模困难的问题,提出一种高精度时变势能场的建模解算方法。在绳索质量微分单元和绳索长度微分单元的基础上,通过有限元积分法建立绳牵引并联机器人势能场模型的积分表达式;通过结合绳牵引并联机器人悬链线模型高精度实时解析解和边界约束条件,对势能场模型的积分表达式进行求解,实现绳牵引并联机器人高精度时变势能场模型的解算。通过仿真测试,研究绳牵引并联机器人势能场模型的影响参数。研究结果为绳牵引并联机器人基于时变势能场的实时稳定性评价指标建立和稳定工作空间的构建提供参考。
2022, 50(11):77-82. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.013
摘要:飞机液压管路膨胀环能够很大程度上吸收外载荷产生的多余应力,但是会增加管路系统质量,进而降低功重比。以管路静力学、动力学及质量为优化目标,推导与膨胀环折弯角度、弯曲半径、跨度和高度4个参数相关的各目标函数。不同函数的量纲通过层次分析法进行统一,使多目标优化问题转向单目标优化问题。其中,通过调整目标函数的权重系数来体现多个目标的不同重要程度,再结合遗传算法求解得到膨胀环最优设计参数,最后对膨胀环动力学数学模型进行了实验验证。结果表明:膨胀环动力学数学模型准确性较高,引入的层次分析遗传算法能权衡管路综合特性,得到膨胀环的合理结构参数。
2022, 50(11):83-89. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.014
摘要:对造成挤出机模具尺寸偏差与表面精度偏差的主要因素进行分析,运用ANSYS软件对模具的工作状态进行受力分析,仿真模具在磨损前与磨损后在相同载荷下的变形并与工件实际变形量进行对比;通过超景深显微镜观察模具的表面微观情况,对比上下表面的磨损情况,得到模具的主要失效因素为原料在生产过程中的腐蚀性。针对此现象,提出使用电化学加工方法制备2Cr13不锈钢表面疏水性微观形貌。结果表明:优化后2Cr13不锈钢表面具有圆形凹坑状的疏水性涂层,可以有效提高模具的耐腐蚀性,进而增加模具的使用寿命。
2022, 50(11):90-93. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.015
摘要:为了提高混输泵的做功性能,降低能量损失,在不同导叶叶片数下,对多相混输泵的外特性及其内部能量损失进行分析。结果表明:当导叶叶片数为10时混输泵的外特性明显比导叶叶片数为7和8时更差,且最高效率偏向小流量工况;不同流量下,导叶叶片数为8时混输泵叶轮内的收缩损失和湍流耗散损失最小,而导叶叶片数对导叶进口的冲击损失影响很小,可不考虑其影响;在所选3组导叶叶片数下,当导叶叶片数等于8时混输泵的性能最优且流道内能量损失最小。
2022, 50(11):94-97. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.016
摘要:针对现有刀轴矢量光顺方法缺少对刀轴矢量进行局部超限修正的不足,提出一种在机床坐标系下对刀轴矢量进行局部光顺的方法。通过四元数插值法,进行整个加工轨迹上的初次刀轴矢量规划,得到工件坐标系下光顺的初始刀轴矢量。以机床旋转轴角度变化最小为目标,以机床运动学性能限制为约束,求解得到超限区域。针对超限区域,以角加速度最小为目标进行局部修正。通过叶轮加工实例验证所提刀轴矢量局部光顺算法。结果表明:所提算法能够在保持原有刀轴矢量优良加工特性的同时,避免局部超限,从而达到对刀轴矢量进行局部光顺的目的。
2022, 50(11):98-103. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.017
摘要:设计一款基于嵌入式系统的汽车电子节温器综合检测系统,采用空气作为泄漏测试介质,效率和安全性相比使用PLC和水介质的传统检测系统高。系统由上位机与下位机组成:下位机使用STM32F405RGT6处理器;上位机基于LabVIEW软件开发。系统能够完成包括汽车电子节温器内泄漏测试、外泄漏测试和流量测试,能够实时采集电机工作电压、电流、温度,完成电机位置与角度传感器标定,并生成数据报表和曲线,最终可以判定电子节温器样件合格与否。
2022, 50(11):104-109. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.018
摘要:冷连轧过程中的厚度与张力系统具有多变量、强耦合和不确定的特点。为降低两者的耦合影响,提高系统响应速度和抗干扰能力,提出基于BP神经网络逆系统解耦原理的PID控制策略。考虑轧制力相对于张应力的变化系数,建立厚度与张力系统的动态耦合模型,并应用Interactor算法证明此模型的可逆性。应用BP神经网络逆系统解耦原理实现对厚度与张力系统的解耦,减弱厚度与张力的耦合影响。针对粒子群优化算法极易陷入局部最优的问题,提出一种粒子群优化算法与细菌觅食算法相结合的优化算法对PID进行参数整定。结果表明:与准对角递归神经网络多变量PID解耦方法相比,所提方法的解耦程度、模型抗干扰能力以及系统响应速度都有很大提高。
2022, 50(11):110-117. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.019
摘要:为提高恒定螺距螺旋盘管蓄热装置蓄热效率,提出一种以石蜡为相变材料(PCM)的圆柱形渐变螺距盘管式相变蓄热装置。螺旋盘管蓄热装置具有管程长、蓄热过程中温度分布不均导致相变时间增加的问题。为此,提出渐变螺距优化算法,通过高斯拟合和FLUENT软件模拟选择出一组最优渐变螺距。对渐变式和恒定式螺距蓄热装置在不同入口温度和流速下的蓄热过程进行模拟,且通过FLUENT仿真和实验研究两种装置的蓄热特性。结果表明:相比于恒定螺距相变蓄热装置,渐变式螺距相变蓄热装置能够更好地耦合PCM蓄热特性,在一定程度上能够缩短蓄热时间。
2022, 50(11):118-123. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.020
摘要:利用高速摄像观测系统对不同挡板结构的圆形微通道结构进行全流场流动显示实验。通过对重力影响、气液流量比、流动方向等变量的控制进行多相流流动形态分析;在此基础上进行数值模拟研究,得到气液多相流流动特性沿流道的压力、速度场等流动特性。结果表明:微通道复杂结构会显著影响气液多相流的流动形态,复杂结构微通道加剧了流体剪切流动特性,大大促进了气液两相流混合效果。
2022, 50(11):124-129. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.021
摘要:针对生物工程领域中传统力传感器无法实现机器人精确触觉感知的问题,提出一种可测量黏弹性材料力学特性的微型液压驱动机构。该机构通过直接接触目标对象来测量反作用力和位移,其末端执行器的尖端由微型气缸构成,并使用帕斯卡原理进行放大处理。对微型气缸的最佳尺寸进行分析,并给出微型液压驱动机构的供液系统。采用内径为1.6 mm的微型气缸对不同硬度的黏弹性材料进行蠕变实验和测量实验。根据离散的位移和载荷数据,分别通过开尔文模型和标准线性体模型计算接触物体的刚度和黏性系数。结果表明:相比标准线性体模型,采用开尔文模型的微型液压驱动机构识别出的刚度和黏性系数最接近真实值,能够满足机器人触诊系统中高精度力学特性测量的需求。
2022, 50(11):130-135. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.022
摘要:针对活塞加速度精度低的问题,提出具有气动和液压技术优势的新型混合执行控制系统。通过分析电液-气动混合执行控制系统结构,建立电液-气动混合执行器的数学模型。在积分滑模控制器的基础上,结合具有干扰抑制和估算复合扰动能力的滑模扰动观测器,开发滑模扰动观测器-积分滑模控制器的综合控制器;采用MATLAB软件对电液-气动混合执行器进行仿真,并与传统PID控制器的计算结果进行对比和分析。结果表明:采用基于滑模扰动观测器-积分滑模控制器的电液-气动混合执行控制系统可明显提高对方波和正弦加速度信号的跟踪精度,方波响应超调量减少约54%,正弦响应误差减少约65%;该控制系统抗干扰性强,位置跟踪误差较小,可以有效地精确控制活塞加速度,具有较强的鲁棒性
2022, 50(11):136-139. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.023
摘要:为在轴承外圈硬车立式数控车床基础上,增加调心轴承外圈滚道的磨削功能,设计调心轴承外圈立式车磨复合机床。分析轴承外圈在立式数控车床上的装夹方式,并对轴承外圈滚道范成法磨削原理进行研究。利用该机床经一次装夹,可实现调心轴承外圈一个端面、内外圆表面硬车及滚道面的精磨加工,可以满足调心轴承外圈加工精度要求,同时提高生产效率。
2022, 50(11):140-144. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.024
摘要:旋转电磁铁的输出特性极大程度上影响着二维电液换向阀的动态特性。提出一种新的湿式旋转电磁铁以改善二维电液换向阀用旋转电磁铁的输出特性。在介绍新型湿式旋转电磁铁的结构及工作原理的基础上,基于电磁学及动力学方程推导该电磁铁数学模型,并通过仿真分析不同的安匝数以及不同形态的工作间隙对于新型湿式旋转电磁铁输出特性的影响。最后,测试了新型湿式旋转电磁铁样机的性能,试验结果与仿真结果基本一致,证明了所提出电磁铁具有良好的输出特性。
2022, 50(11):145-148. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.025
摘要:附件铣头是数控加工中心的常用配置,附件头配置中心出水功能后,往往因为旋转接头的泄漏,造成使用可靠性下降,给机床使用带来隐患。设计一种附件头用中心出水部件,通过改进旋转接头的结构设计、更改旋转接头在附件头尾端的安装方式,使旋转接头不会随附件头打刀动作做往复运动,从而提升旋转接头的可靠性;通过设计多层排水结构,保证在旋转接头渗漏的情况下,泄漏的冷却液能顺利排出附件头体外。该结构可以应用在多种附件头上,使其能在任意角度实现中心出水功能。
2022, 50(11):149-153. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.026
摘要:设计一种在微通道底面中心设置波浪状肋片以及在微通道两侧壁面设置矩形肋片的复杂波浪形微通道(WMC-RP),采用数值方法研究其对流传热和熵产特性。将所得结果与光滑波浪形微通道(WMC-S)、仅带有波浪状肋片的波浪形微通道(WMC-R)和仅带有矩形肋片的波浪形微通道(WMC-P)进行对比。结果表明:在所研究的雷诺数范围内,相较于WMC-S、WMC-R和WMC-P,WMC-RP的摩擦阻力系数平均值分别增大了228.15%、42.96%、98.48%,WMC-RP的努塞尔数平均值分别增大了12.08%、8.42%和35.28%,WMC-RP的熵产增大数平均值分别降低12.72%、4.24%、21.04%,这表明WMC-RP的换热效果好、能量利用率最高。
2022, 50(11):154-160. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.027
摘要:分析传统桌面级熔融沉积成型(FDM型)3D打印机喷嘴的结构特点,选择喷嘴流道直径、收缩角与喷嘴温度作为试验变量,进行正交仿真试验。分析喷嘴熔体压力场、速度场、黏度场、温度场以及剪切速率场的分布状态。以稳定的出口截面速度、较低的流道熔体黏度以及较高的出口压力作为提高喷嘴打印精度与确保打印过程顺畅的优化目标。通过极差分析,确定三因素分别作用下每个优化指标的变化规律,并基于遗传算法求解多目标优化问题。结果表明:出口速度方差的最显著影响因素为流道直径,流道熔体黏度与出口压力两指标的最显著影响因素为喷嘴温度;综合考量,喷嘴流道直径为1 mm、收缩角为30°且在200~210 ℃工作时,能够实现较优指标的聚丙烯熔体打印。
2022, 50(11):161-166. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.028
摘要:旋转配流盘式恒压变量斜轴柱塞泵是液压伺服系统的核心动力元件,采用旋转配流盘的方式实现恒压变量功能,结构简洁,变量机构转动惯量小,稳定性好。通过分析斜轴柱塞泵及旋转配流盘式恒压变量机构的结构形式及原理,利用AMESim软件搭建了变量柱塞泵的整体仿真模型,仿真分析了动、静态性能,并通过试验验证了模型的准确性。构建的仿真模型可以为类似柱塞泵的参数化设计提供可信的理论模型和快速设计方法。
张旭东,张磊,杨林杰,曹延军,吴鲁纪,王威,陈洪基,黄杰生,王金龙
2022, 50(11):167-171. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.029
摘要:采用集中参数法建立人字齿行星齿轮传动系统纯扭转非线性动力学模型,考虑时变啮合刚度、齿侧间隙、综合传动误差等激励对振动特性的影响。采用Runge-Kutta法对系统动力学方程组进行数值迭代求解,获得系统的稳态响应。相图借助庞加莱截面技术、频谱分析等手段分析系统的非线性响应形态,研究啮合阻尼对系统动态特性的影响。结果表明:人字齿轮传动系统在多源激励因素作用下表现出丰富的非线性动力学特性;适当增大啮合阻尼,系统由混沌运动状态转化为周期运动状态,系统的振动减弱,稳定性增强。
2022, 50(11):172-177. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.030
摘要:针对传统PID算法在液压同步系统中整定困难、稳定性不佳、同步效果不理想的问题,提出一种基于模糊单神经元PID复合算法的双缸耦合同步控制策略,提高同步系统的性能。建立比例阀控非对称缸双缸同步系统数学模型;利用Simulink软件,对比分析传统PID算法、单神经元PID算法和模糊单神经元PID算法的控制效果;最后通过试验验证3种控制策略下的系统同步性能。试验结果表明:使用模糊单神经元PID的耦合控制策略,系统同步误差明显减小,响应速度更快,设计的控制策略有效。
2022, 50(11):178-185. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.031
摘要:液压系统在军用装备中应用广泛,也对军用装备的可靠性起着重要影响。随着人工智能技术的发展,液压系统性能衰退预测技术得到了有效的促进。阐述液压系统性能衰退预测技术,介绍该技术常用的方法,并介绍其优缺点和代表的研究和应用。针对液压系统性能衰退预测技术在军用装备中的应用,列举了代表性的研究成果。对该研究方向面临的问题和不足进行了叙述,最后展望了该技术未来的发展方向。
2022, 50(11):186-189. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.032
摘要:G-R曲线自提出后被广泛应用于地震学和地震预测等领域的研究,对区域地震整体活动性进行评估。基于上述关系,应用震级-频度关系式,划分出某系列数控机床的故障等级,利用MATLAB软件将G-R关系整体嵌入,编制了关于G-R曲线的APP,对收集到的某系列数控机床近20年的故障数据进行了分析,证明了该APP的有效性。
2022, 50(11):190-195. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2022.11.033
摘要:涡轴发动机的工况决定它容易在转子过渡态因瞬间失衡而出现碰摩现象。碰摩故障会引起部分统计特征参数发生突变现象。基于三叉树检测算法,提出转子局部碰摩故障监测方法。基于某涡轴发动机转子振动倍频幅值包络线、试车转速曲线,分别仿真涡轮机匣测点发生局部碰摩故障与正常工作状态下的振动信号。对振动信号进行频谱分析,并提取振动信号的峭度指标、裕度指标、总量,以对转子碰摩故障进行甄别。结果表明:转子基频容易凸显故障特征;基于统计特征的碰摩监测方法能够较好地识别出转子碰摩故障。
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