轧机扭振非平稳瞬态冲击信号的处理方法

为解决轧机扭振非平稳瞬态冲击信号的故障特征量提取的难题,通过简化轧机动力学模型,构造出一种可以表达轧机扭振非平稳瞬态冲击信号的基元函数,并经哈尔变换和Hilbert-Huang变换的演化,提取出这类扭振信号故障特征.这为解决大型旋转机械设备主传动系统的扭振分析提供了新思路.     

四辊轧机传动系统的扭振分析

分析了四辊轧机传动系统产生扭振的原因,进而提出预防和解决的办法。     

CSP轧机扭振中“伪拍振”的研究

某厂CSP轧机出现了严重的扭振.扭振具有拍振的特征.为摸清轧机振动规律进而解决轧机振动问题.对栽CSP轧机拍振进行了研究.测试分析和理论研究发现这是一种"伪拍振"现象,"伪拍振"的形成是由于工作辊辊面局部区域有振纹存在.振纹区域与轧件接触时,轧机以振纹频率做强迫振动;没有振纹的辊面区域与轧件接触时,因负阻尼作用,系统表现为固有频率下的自激振动.两种振动形式交替出现,且振动强度大小不同,使扭振表现出"拍振"的形态.上述发现对轧机的振动机理及其抑制措施的研究有重要价值.试验证明,据此提出的使用高速钢轧辊等抑制振动措施有很好的效果.     

轧机主传动系统扭振仿真分析

以1500mm轧机为例,建立了轧机主传动系统的力学模型及数学模型,并用数值积分和数值仿真方法对其参数进行计算。分析了咬钢时间、阻尼、间隙以及齿轮啮合刚度对轧机主传动系统扭振的影响。     

非平稳振动信号分析中Hilbert-Huang变换的对比研究

Hilbert-Huang变换是一种信号分析新方法,特别适合于对非平稳信号进行分析。介绍该方法的基本理论,并利用它对一个典型的旋转机械非平稳振动信号进行分析。然后通过与利用短时傅里叶变换和小波变换所得到的分析结果的对比,研究Hilbert—Huang变换在分析一般非平稳振动信号中的优势和缺陷。最后结合实际应用中遇到的问题,简要论述Hilbert—Huang变换中的经验模态分解在分析频率成分非常靠近的复杂信号时的不足和原因。研究结果表明,Hilbert—Huang变换和其他方法相比,具有分辨能力强、自适应分解、物理意义清晰、信息完整、形式简洁和易于精确分析等优点;同时也存在具有端点效应、实时性稍差和难以将复杂信号中特别靠近的频率成分分解为独立的本征模分量的缺陷。     

轧机主传动轴系扭振固有频率计算的有限元法

采用有限元法计算了直串式轴系和分支式轴系的扭振固有频率及其在冲击转矩作用下的转矩放大系数，与集中参数法的结果相比较，验证了用有限元法分析轴系扭振问题的可行性。最后使用有限元法计算了某钢厂冷轧机主传动轴系的扭振固有频率和转矩放大系数。     

基于EMD时频分析的轧机扭振瞬态冲击特征提取

为解决轧机扭振非平稳瞬态冲击信号瞬态特征量提取的难题,采用EMD(Empirical mode decomposition)方法提取信号的固有模态函数(IMF),再结合Hilbert变换建立单频振动瞬态信号瞬时频率提取模型,得到信号的Hilbert/Huang时频谱,进而得到Hilbert边际谱,从而提取扭振信号瞬态特征.该算法既避免了小波分解中的频率混叠,又具有时间尺度自适应调整的特点,克服了小波变换中小波基选取的难题.通过仿真实验验证了该方法的可行性,通过轧机在咬钢抛钢时实测瞬态信号的分析表明了该方法的可靠性.     

基于拓扑网络的轧机扭振分析计算

为能进行轧机主传动系统复杂分支结构的扭振分析和计算,研究了一种基于拓扑网络的扭振分析模型,模型中同时考察了内外阻尼的影响。求解模型的单支和多分支情况的动态响应。对比传统方法,文中的计算算例和仿真模拟都取得了很好的一致性。同时该法的表达便于作为控制系统的输入,为大型复杂机械主传动系统的实时主动控制和故障诊断监测开辟了一种容易实现的工程途径,也为工程中分析解决复杂多分支传动扭振及其类似问题提供了新方法。     

非平稳信号瞬时特征提取的谐波小波方法

分析了非平稳信号的瞬时特征(瞬时频率和瞬时相位),对非平稳信号进行谐波小波变换,建立非平稳信号的谐波小波系数与该信号的瞬时特征之间的关系,提出非平稳信号瞬时特征提取的谐波小波模型和提取方法.通过算例中的线性调频信号和应用实例中的轴承座振动信号的验证表明,该模型与方法具有较好的抗噪能力,对非平稳信号的瞬时特征具有更高的分析精度,能实现非平稳信号中特殊成分的瞬时特征提取.该方法能通过傅里叶变换实现其快速算法,具有算法简单、快速的特点,实现非平稳信号瞬时特征的实时分析.     

基于非平稳信息的转子瞬态动平衡方法

有效控制转子系统过临界时的振动幅值是保障系统安全运行的重要手段,针对现有转子动平衡方法处理非平稳数据的不足,提出了基于非平稳信息的转子瞬态动平衡方法。该方法基于模态平衡法的思想,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,简称EMD)从转子起车加速瞬态响应数据中提取临界转速附近的转频振动信息,借助于键相信号获取平衡转速下的初相点信息。通过添加合理的试重,用全息动平衡实现了转子系统的模态平衡,避免了传统模态平衡法需要获取临界前后稳态数据的风险,使转子系统可以顺利地通过临界共振区。实验结果表明,该方法可以有效降低转子系统的一阶临界振动,同时有效减少平衡过程中的起车次数。     

未知扰动下冷轧机扭振自适应预定性能控制

轧机振动一直是板带材轧制生产中普遍存在并难于解决的问题.针对冷轧机主传动系统由于外界不确定性扰动导致的扭振问题,提出一种自适应预定性能控制策略,有效抑制了轧机主传动系统的扭转振动.基于拉格朗日动力学方程,考虑刚度、摩擦及电动机死区等非线性特性和外界不确定性扰动对轧机主传动系统的影响,建立具有下三角结构的轧机主传动系统模...     

基于简体振动信号的球磨机优化工况监测

针对球磨机优化工况监测的不足,提出了一种基于筒体振动信号的球磨机优化工况监测方法.首先,在球磨机运行特性分析基础上,研究了最大制粉出力与料位的关系,分析了基于振动信号进行优化工况监测的可能性.其次,基于钢球冲击模型和理想化钢球分层模型,结合简体上的实际振动数据确定了筒体振动信号的采样参数,并通过与传统的轴承振动信号比较,证实了简体振动信号更能反映出力的变化.最后,基于现场实测数据,验证了基于筒体振动信号监测球磨机优化工况的有效性.     

响应面法用于磨机传动系统扭转振动模型修正

大型设备传动系统的扭转振动影响系统的正常工作,严重时会导致系统损坏,避免共振是缓解扭转振动的有效手段,针对此问题,以某大型磨机设备为研究对象,建立以响应面法的有限元模型修正理论为基础的方法。通过扭转振动分析,经显著参数筛选,以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数,对传动系统有限元模型可能存在的误差进行修正。在获得较精确模型的基础上,对其传动系统进行了基于响应面的优化设计,调整系统的模态频率,使其有效避开了系统的工作频率,实现了传动系统的优化,表明以响应面法的有限元模型修正方法对传动系统设计具有参考价值。     

棒材轧机的在线振动监测

对棒材轧机生产线1～18架机组齿轮箱及四台飞剪的振动进行监测,并分析诊断其故障结果,可及时掌握设备运行状况,早期发现异常,为合理制订维护计划提供技术依据。     

基于扭振信号的齿轮故障诊断方法研究

利用力学方法分析了齿轮故障和扭矩波动特性的关系.首先利用最小熵反褶积(MED)对扭矩信号降噪处理,然后利用变分模态分解(VMD)提取故障分量信号.结果表明,空载时可以根据齿轮的转频和啮合频率幅值的变化有效识别出齿轮的故障,而加载时则要依靠齿轮的啮合频率和其边频幅值的变化对齿轮的故障进行有效诊断.     

基于扭振信号的齿轮故障诊断研究

在分析了齿轮啮合扭振的基础上提出了利用轴系扭振信号进行齿轮诊断的方法,度验结果表明扭振信号受环境噪声影响小,对故障敏感,作为齿轮早期故障诊断信息来源的扭振信号优于传统的箱体振动信号,还介绍了一种适用于状态监测的扭振测试方法。     

冷连轧机主传动系统非线性扭转振动控制分析

冷连轧机主传动系统非线性扭转振动给轧机安全运行带来严重后果,需要加以控制,以提高整机运行的安全稳定性。以某冷连轧机F3机架为研究对象,根据轧机主传动系统的非线性行为,建立包含非线性刚度、非线性阻尼及负载端非线性摩擦力的轧机主传动系统非线性扭转振动仿真模型;由于Hopf分岔是导致轧机主传动系统出现失稳振荡的重要原因之一,因此有必要对Hopf分岔现象进行有效的控制。基于Hopf分岔理论,构造非线性状态反馈控制器,针对该非线性系统,提出扩大稳定区域、改变分岔点行为及降低极限环幅值的Hopf分岔控制思路。由结果可知,扩大稳定区域使得系统稳定区域的范围有了很大的增加;降低极限环幅值通过引入非线性反馈环节,增加非线性反馈增益kn的大小来改变分岔点的行为,降低等幅振荡的幅值;两种方法都可实现自激振动行为的有效控制;可作为实际设计选择的重要参考。     

基于CEEMD的滚动轴承振动信号自适应降噪方法

针对滚动轴承故障特征信号容易被噪声掩盖难以提取的问题,提出了基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的滚动轴承振动信号自适应降噪方法。为了准确判定噪声分量和有用信号分量的分界点,在对振动信号进行CEEMD分解后,设计了依据信噪分量自相关函数的单边波峰宽度特性自适应地判定分界点的方法。为了保证重构信号的完整性,利用改进的小波阈值降噪方法提取低频IMF分量中的高频有效信息。实验分析表明,结合改进阈值函数的CEEMD自适应降噪方法能够有效地去除故障振动信号中夹杂的噪声,并且很好地保留了滚动轴承振动信号的突变细节,达到了不错的降噪效果。