工程機(jī)械液壓阿托斯ATOS油缸故障特征研究
液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械領(lǐng)域中起到核心的作用,一旦發(fā)生故障,造成的經(jīng)濟(jì)損失將十分巨大。液壓ATOS油缸是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件,在液壓設(shè)備中占有重要的地位,其故障將直接影響設(shè)備的正常工作和壽命。泄漏是液壓ATOS油缸的一種常見故障,嚴(yán)重的泄漏不僅會(huì)使環(huán)境受到污染,還會(huì)導(dǎo)致液壓ATOS油缸工作腔的壓力降低,使液壓ATOS油缸無(wú)法正常工作。

工程機(jī)械液壓阿托斯ATOS油缸故障特征研究
通過分析液壓ATOS油缸進(jìn)油口的壓力信號(hào)和活塞桿位移信號(hào),來提取液壓ATOS油缸泄漏故障的故障特征,以此為依據(jù)進(jìn)行液壓ATOS油缸的狀態(tài)檢測(cè)和故障診斷。研究的對(duì)象是完整液壓系統(tǒng)中典型元件液壓ATOS油缸的泄漏故障。以參數(shù)測(cè)量法為前提,小波變換為理論基礎(chǔ),將小波分析方法對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)的優(yōu)勢(shì)運(yùn)用到液壓ATOS油缸泄漏的故障特征提取上。液壓ATOS油缸的泄漏包括外泄漏和內(nèi)泄漏兩種情況。外泄故障容易發(fā)覺,所以主要針對(duì)液壓ATOS油缸內(nèi)泄故障進(jìn)行研究。主要工作和成果包括：系統(tǒng)地闡述了液壓系統(tǒng)泄漏的故障機(jī)理及成因,通過泄漏故障的數(shù)學(xué)模型說明缸內(nèi)壓力上升或下降速率會(huì)受到泄漏的影響,為以后章節(jié)中的數(shù)據(jù)處理打下了理論基礎(chǔ)。全面地分析了基于信號(hào)處理的故障診斷方法的進(jìn)展情況,著重介紹了小波變換理論,提出了適合液壓系統(tǒng)的小波分析故障診斷方法。對(duì)于ATOSATOS油缸,應(yīng)將其整體視作一根細(xì)長(zhǎng)的柔性桿進(jìn)行穩(wěn)定性校核。目前一般是采用等截面法,即把ATOSATOS油缸簡(jiǎn)化為一個(gè)與活塞桿截面相等的桿件。在計(jì)算中遇到穩(wěn)定性危險(xiǎn)時(shí),通常是在活塞桿的計(jì)算柔度λ大于桿的柔性系數(shù)λ_1時(shí),此時(shí)是用歐拉公式計(jì)算臨界力。若穩(wěn)定性不足,則被迫增加活塞桿的尺寸或改變ATOSATOS油缸的結(jié)構(gòu),從而增加了材料的消耗或結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。對(duì)于實(shí)際的ATOSATOS油缸,缸體的截面慣性距J_2與活塞桿的截面慣性距J_1之比α一般為3～20;缸體銷軸孔至導(dǎo)向中心點(diǎn)的距離L_2與活塞桿銷軸孔至導(dǎo)向中心點(diǎn)的距離L_1之比β,一般為0.25～1.25。重點(diǎn)討論了小波變換的時(shí)頻分析以及多分辨率分析能力,這是的研究基礎(chǔ)。利用小波包分解對(duì)壓力信號(hào)和位移信號(hào)進(jìn)行分析,提取了壓力信號(hào)壓力上升速度(PY1)、壓力信號(hào)(62.5-125Hz)小波包能量值(PY2)、壓力信號(hào)小波包能量熵(PY3)、壓力信號(hào)小波包能量方差(PY4)、位移信號(hào)活塞桿伸縮速度(S1)五個(gè)故障特征向量。

工程機(jī)械液壓阿托斯ATOS油缸故障特征研究
分析了各個(gè)故障向量對(duì)泄漏量的敏感程度,將所得數(shù)據(jù)歸一化處理,分析各泄漏量情況下特征值分布的方差,得到各故障特征量的敏感度排序：PY4PY1PY2S1PY3,該排序結(jié)果將指導(dǎo)理論分析成果的實(shí)際工程應(yīng)用；利用Visual Basic和Matlab混合編程的思想,構(gòu)建“工程機(jī)械液壓ATOS油缸故障診斷系統(tǒng)”(Construction Machinery Hydraulic Cylinder's Fault Diagnosis System,CMHCFDS),實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械液壓ATOS油缸內(nèi)泄漏故障的可視化診斷。