PDF《发动机滑动轴承故障定量诊断方法》

再根据特征参数的数学模型随 偶件状态变化规律, 选择适于这一规律的数学模型 ;

最后实现对故障的定量诊断.

1 试验系统设计

1 .

1 试验装置 在发动机试验台上安装EQ6100 -1 型发动机,冷却 水温由冷却水箱调控,试验过程中用 JF-1 型转速表监 测发动机曲轴转速,用异响诊断仪辅助定性诊断.

1 .

2 传感器安装位置的确定 为了获得准确的诊断信号 ,需要确定好传感器 安装位置 [ 6] .发动机异响振动通常发生在靠近振源 处,且轴振动的检测方向是在与机械的横轴垂直方 向或与其成 45° 以内的倾斜方向 ,因此 ,将传感器垂 图1传感器布置 Fig .

1 Lay out of sensors 直装在发动机缸体侧 面对应各缸连杆轴承 处.本试验在发动机 第6缸模拟故障, 传感 器安装位置见图

1 .为 研究故障缸振动对非 故障缸的影响 , 在第

4 缸同一位置也安装一个传感器 , 并且为测取故障缸 上止点信号,特安装电磁感应传感器.

1 .

3 测试仪器及分析系统 ( 1) 传感器 : YD-12 型压电晶体加速度传感器 . ( 2) 电荷放大器 : FDH-4 型电荷放大器 ,放大倍 数用

10 *

10 . ( 3) 磁带机 : 日本 TEAC 公司 XR-510C 型.(4) 动态分析仪 : YT-4072 型.(5) 异响诊断仪 : 吉林工业大学与天津运输二场 研制 . ( 6) 电磁感应传感器 : 自制 . 振动信号测量分析系统见图

2 .传感器信号经 电荷放大器放大记录在磁带机磁带上, 分析时将磁 带记录信号输入动态分析仪进行分析.

1 .

4 试验条件 连杆轴瓦与曲柄销的间隙按照 EQ6100-1 型汽 油发动机使用说明书规定 , 装配间隙为

0 .

040 ~

0 .

098 mm , 使用极限间隙为

0 .

120 mm .为了进行 模拟试验,选定

3 种不同间隙状态的试验组合方案, 见表

1 .发动机转速用 JF-1 型转速表监测 ,发动机 冷却水温控制在

60 ℃~

70 ℃. 图2振动信号分析系统 Fig .

2 Analyzing system of vibration signal 表1试验方案 Tab.

1 Test scheme mm 故障原因 配合程度 代表符号 数值 技术状态 连杆轴瓦与曲柄销 的磨损 δ

1 0 .

091 正常间隙 δ

2 0 .

200 中度间隙 δ

3 0 .

320 严重磨损

2 利用振动信号诊断连杆轴承故障

2 .

1 振动信号处理 由传感器检测经放大器放大的振动信号 ,用磁 带记录器将信号波形记录下来,用YT-4072 型信号 分析仪加以分析, 得到具有典型性的振动信号的特 征信息 ,去除干扰信号 ,进行信号的预处理 .对经过 预处理的信号在时域或频域内进行分析[ 6-7] , 得到所 需的特征信息.

2 .

2 连杆故障诊断分析方法 由于发动机机体结构的复杂性及激励的多样性, 对发动机机体的传递特性进行理论分析比较困难. 如前所述,判断发动机故障,需从发动机实际运转条 件下的各种状态信号中提取反映不同故障的特征量, 作为判断各零部件故障的准则和依据 .对连杆故障, 本文以特征频带总功率和特征频带功率谱密度最大 幅值以及故障系数作为故障诊断的准则和依据.

2 .

2 .

1 功率谱 当发动机的连杆组件发生故障时, 其功率谱图 会发生变化 ,某频带内或整个频带上的总功率 P 为P=∑Ni=1 Gi Δf 式中: N 为功率谱图中特定分析频带内谱线的数 目;

Gi 为对应于第 i 条谱线的功率谱密度函数值;

Δf 为频率分辨率.特征频带内总功率或功率谱密 度最大幅值反映发动机轴承实际运行状态 ,故障状 态的总功率或功率谱密度最大幅值比正常状态下的 值要大得多 ,因此 ,连杆组件的故障可通过特征频带 的总功率或功率谱密度最大幅值反映出来 .