【摘要】：錐閥作為液壓傳動與控制中一種重要的基礎性元件,具有密封性好,過流能力強,響應快,抗污染能力強,構造簡單等特點,被廣泛應用于液壓系統(tǒng)中。但錐閥中的空化問題嚴重影響和制約了其應用效能,因此對錐閥的空化狀態(tài)監(jiān)測具有重要的工程實際意義。振動是伴隨空化與空蝕的重要物理現象,利用振動信號對空化狀態(tài)進行識別具有廣闊的前景。本文在錐閥模型空化試驗基礎上,利用集成經驗模態(tài)分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法對振動信號進行分析,提取振動信號空化特征參數,研究了不同工作參數對振動信號空化特征參數的影響。為了研究空化誘導錐閥振動信號的特征參數,建立振動信號與空化圖像采集系統(tǒng),同步采集了不同空化狀態(tài)時的錐閥振動信號與空化圖像,首先運用小波包去噪算法對振動信號進行去噪處理,然后利用EEMD方法結合空化圖像,分離出振動信號中的空化分量,最后基于時域波形和希爾伯特邊際譜分析,提取了振動信號IMF2分量均方根值、邊際譜峰值、邊際譜中心頻率以及邊際譜帶寬作為空化特征參數。錐閥工作壓力的改變會導致空化狀態(tài)發(fā)生變化,分析了振動信號空化特征參數在不同入口壓力,出口壓力下的變化規(guī)律,對比了不同入口壓力和出口壓力下振動信號特征參數與空化面積的變化趨勢。結果表明:隨著入口壓力的增大或出口壓力的減小錐閥的空化程度不斷增強,振動信號的各特征參數均發(fā)生了較為明顯的變化,IMF2分量均方根值和邊際譜峰值主要取決于單位時間內單空泡空化事件的數量,隨空化程度的增強不斷增大;IMF2邊際譜中心頻率和邊際譜帶寬由于受到多種因素的影響,在空化發(fā)展的不同階段,變化規(guī)律不同,總體上,隨空化程度增強都呈現出先增大后減小再增大的趨勢。閥口開度是影響節(jié)流閥空化狀態(tài)的重要參數,分析了閥口開度的改變對空化特征參數的影響。結果表明:隨著閥口開度的增大,錐閥空化程度先增強后減弱,IMF2分量均方根值以及邊際譜峰值和節(jié)流閥的空化程度變化趨勢相同,隨開度增大呈現出先增大后減小的趨勢,IMF2邊際譜中心頻率和邊際譜帶寬呈現出先增大后減小再增大的變化規(guī)律。本文對錐閥空化狀態(tài)與振動信號特征參數之間的關系進行了研究,為開展錐閥的實時空化監(jiān)測奠定基礎。
【圖文】：

3.1.2 振動信號采集系統(tǒng)為了實現錐閥振動信號采集，建立了由加速度傳感器、信號調理器、數據采集卡和上位機組成的振動信號采集系統(tǒng)，采集系統(tǒng)框圖如圖3-3所示。其中，振動傳感器采用 PCB 公司的 ICP 壓電加速度傳感器，靈敏度為 100mV/g，輸出幅值為±5V，實驗過程中，加速度傳感器通過底部的磁座固定在實驗閥閥體的頂部和側面，如圖 3-4 所示。

3-3 振動信號采集系統(tǒng)框圖 圖 3-4 加速度傳感器布置圖 3-3 Block diagram of vibrationsignal acquisition systemFigure 3-4 Arrangement diagram ofacceleration sensors調理器型號為朗斯測試 LC0201，因為內裝 IC（ICP）壓電加速度傳流源供電，系統(tǒng)中的信號調理器的主要功能是對加速度傳感器提4mA 恒流供電，還可以通過 CR 隔直電路隔掉加速度傳感器輸出信偏壓，將輸出信號變成通常意義上的以地為參考點的交流信號。系采集卡選用北京阿爾泰科技的同步采集卡 USB2884，，可以實現 6 通采集，采樣頻率最高為 250ks/s，ADC 分辨率為 16 位，輸出量程±5V 可選。信號調理器與數據采集卡實物圖如圖 3-5 所示。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH137.5

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 蒲道林;;空化誘發(fā)離心泵振動特性的試驗研究[J];水泵技術;2015年03期

2 陳喜陽;閆海橋;郭慶;;水泵機組空化監(jiān)測研究現狀及展望[J];水電廠自動化;2015年02期

3 劉忠;鄒淑云;李志鵬;巨偉;;離心泵空化狀態(tài)下聲發(fā)射信號的小波能量特征[J];農業(yè)工程學報;2015年08期

4 任安民;何琳;蘇永生;毛榮富;;基于EMD與Hilbert變換的艦艇空化調制信號檢測方法[J];海軍工程大學學報;2014年03期

5 龍正;張婷婷;王攀達;李貝貝;劉秀梅;;節(jié)流閥小開度下空化特性的數值分析[J];制造業(yè)自動化;2014年07期

6 劉忠;鄒淑云;謝志聰;;基于聲發(fā)射技術的離心泵空化狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究[J];電站系統(tǒng)工程;2014年02期

7 張德勝;石磊;施衛(wèi)東;潘大志;;軸流泵葉輪葉頂區(qū)空化流的數值模擬與實驗研究[J];水利學報;2014年03期

8 劉進;閻兆立;程曉斌;楊軍;喬文孝;;基于空化輻射噪聲的檢測方法實驗研究[J];應用聲學;2014年01期

9 胡芳芳;陳濤;吳大轉;王樂勤;;導葉式混流泵汽蝕振動噪聲試驗研究[J];排灌機械工程學報;2013年12期

10 張德勝;吳蘇青;施衛(wèi)東;潘大志;王海宇;李通通;;軸流泵小流量工況條件下葉頂泄漏空化特性[J];農業(yè)工程學報;2013年22期

本文編號：2665907