雙面鏜孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)、油路塊與泵站總成設(shè)計(jì),雙面鏜孔組合機(jī)床液壓系統(tǒng)、油路塊與泵站總成設(shè)計(jì),雙面,鏜孔,組合,機(jī)床,液壓,系統(tǒng),油路,泵站,總成,設(shè)計(jì) 基于實(shí)驗(yàn)方法的水壓部件完整性評(píng)估 摘要 水壓系統(tǒng)歷史悠久, 2500年前就困擾著很多工程師。最近在關(guān)注環(huán)境和健康條件的地區(qū)，由強(qiáng)大的油壓系統(tǒng)所代替。轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在90年代早期，隨著材料和設(shè)計(jì)的進(jìn)步，使用水作為液壓流體成為可能。軸向柱塞馬達(dá)普遍適用于提供高扭矩的液壓系統(tǒng)。本文主要介紹了在水壓動(dòng)力系統(tǒng)中水壓馬達(dá)工作時(shí)活塞質(zhì)量的檢測和評(píng)估。在水壓系統(tǒng)中不同的壓力下，可以檢測不同的活塞工作狀態(tài)。在水壓馬達(dá)內(nèi)模擬出可能的活塞裂痕。水壓馬達(dá)被控制可捕捉振動(dòng)信號(hào)，并能將故障狀態(tài)與健康狀態(tài)做對(duì)比。水壓馬達(dá)活塞的不同裂縫尺寸在加載后可獲得不同的特征值。結(jié)果顯示在水壓系統(tǒng)中不同的壓力下振動(dòng)信號(hào)頻譜中主頻峰的振幅可以有效的檢測出不同的活塞裂紋狀態(tài)。 關(guān)鍵字 水液壓系統(tǒng) 軸向柱塞馬達(dá) 水質(zhì)液壓元件 振動(dòng)分析 完整性評(píng)估 簡介 隨著經(jīng)營石油為基礎(chǔ)的液壓系統(tǒng)對(duì)環(huán)境越來越多的影響和環(huán)保組織越來越多的關(guān)注，在過去幾年，最激動(dòng)人心的流體動(dòng)力工業(yè)發(fā)展已進(jìn)入水力學(xué)，這涉及到使用自來水替代石油作流體動(dòng)力進(jìn)行傳輸。水液壓涉及清潔能源使用中的發(fā)射功率，其使用與全球服務(wù)熱線一樣是維護(hù)我們的環(huán)境。水液壓系統(tǒng)已用于農(nóng)業(yè)，林業(yè)，食品，制藥，造紙等行業(yè)[1-3]。軸向柱塞馬達(dá)是常用的水液壓系統(tǒng)，以提供高扭矩和高性能。影響活塞型機(jī)的主要元件是活塞，而活塞保持正常基本表現(xiàn)常取決于活塞在汽缸中運(yùn)動(dòng)的順利和有效性。活塞中的這些裂縫會(huì)影響滲漏和氣缸滑動(dòng)表面的摩擦。這個(gè)裂縫將擴(kuò)大，并逐步引起電動(dòng)機(jī)的性能惡化，最終也可能產(chǎn)生一個(gè)危險(xiǎn)的狀況，如在運(yùn)行條件下[4]突然關(guān)閉。 軸向柱塞斜板型液壓馬達(dá)是由一個(gè)離散的活塞組成，它使扭矩輸出為正弦符號(hào)以實(shí)現(xiàn)離散數(shù)。這就阻止了源源不斷的生產(chǎn)以及一個(gè)軸向活塞泵的流量輸入的順暢。一些活塞動(dòng)作的流體位移正弦的一些特點(diǎn)得以保持。保留的這些正弦特性通常為軸向柱塞馬達(dá)產(chǎn)生流量脈動(dòng)和液體傳播的振動(dòng)（噪聲）和結(jié)構(gòu)傳播的振動(dòng)。在過去30年來，出現(xiàn)了大量的研究軸向活塞馬達(dá)/泵的文獻(xiàn)。這些文獻(xiàn)主要集中在對(duì)變量泵斜板的控制【5-7】。在發(fā)表的文獻(xiàn)中已經(jīng)解決浮冰放電的波動(dòng)問題。 曼林[8]用一個(gè)封閉形式的表達(dá)式來描述流量脈動(dòng)的特點(diǎn)以及流量脈動(dòng)的紋波高度和脈沖頻率。為了減少壓力脈動(dòng)和系統(tǒng)噪聲，哈里森和Edge[10]創(chuàng)造了新的計(jì)時(shí)機(jī)制來減少液壓系統(tǒng)的流量脈動(dòng)源。榮一小島和Massac Shined調(diào)查得出流體傳播的噪音是由泵的流體特性所產(chǎn)生的[10]。他們還研究了模型和流體噪聲特性檢測方法。一些研究人員提出了泵的流體傳播的噪聲特性，泵的壓力脈動(dòng)，流量脈動(dòng)特性的測量試驗(yàn)方法[11-13]。Edge夫婦提出了軸向柱塞泵流量脈動(dòng)的理論模型[14]的軸向活塞馬達(dá)的動(dòng)態(tài)特性是非線性的，影響軸向活塞發(fā)動(dòng)機(jī)性能的因素是復(fù)雜的。由于在模型的復(fù)雜性，軸向柱塞液壓馬達(dá)的振動(dòng)源和水的傳輸路徑的理論分析沒有引起像實(shí)驗(yàn)調(diào)查那樣的注意。然而，最近已經(jīng)有一些在這方面工作報(bào)告，研究了軸向活塞泵內(nèi)的由氣缸到旋轉(zhuǎn)斜板的振動(dòng)能量傳輸特性[15]。Viand LU研究了振動(dòng)和軸向活塞泵液壓油狀態(tài)監(jiān)測問題[16]。調(diào)查表明，振動(dòng)的主要來源是活塞/拖鞋進(jìn)入預(yù)壓縮過程時(shí)拖鞋和斜板的之間的碰撞，這種碰撞力可能激發(fā)了泵殼共振。巴哈爾等開發(fā)了一個(gè)數(shù)學(xué)模型來研究軸向錐形缸體的油壓恒功率柱塞泵的振動(dòng)特性的機(jī)制[17]。他們采用了傅立葉變換在軸向活塞泵的振動(dòng)分析。陳等人研究了一個(gè)現(xiàn)代化的水液壓系統(tǒng)的一個(gè)斜板水液壓馬達(dá)的動(dòng)態(tài)分析[18]。一個(gè)由三個(gè)模塊和14自由度系統(tǒng)組成的斜板建模機(jī)制。在其他方向的模擬信號(hào)表明，在所有方向振動(dòng)信號(hào)主要由液壓泵和液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率組成。 大量的故障的石油和其他機(jī)械液壓系統(tǒng)故障診斷工作為狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的水液壓系統(tǒng)提供了有用的參考[19-21]。水液壓馬達(dá)故障診斷是提高水液壓系統(tǒng)可靠性和性能的重要方面，本工作用實(shí)驗(yàn)方法探討了診斷故障水液壓馬達(dá)的活塞裂縫尺寸和位置。 水液壓馬達(dá)振動(dòng)機(jī)理 這里所說的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是在水液壓系統(tǒng)中使用的五軸向柱塞液壓馬達(dá)。安裝在12.5毫安時(shí)水液壓馬達(dá)上的加速度計(jì)是為了從馬達(dá)上獲取振動(dòng)信號(hào)。丹佛斯提供了完整的水液壓系統(tǒng)。圖1顯示了水液壓馬達(dá)[1]的總體結(jié)構(gòu)。軸向活塞馬達(dá)主要由一個(gè)有入口和出口的閥口板，一個(gè)斜板，一個(gè)外殼，一個(gè)缸體，一些由鞋，偏置彈簧，法蘭端口和軸組成的活塞等?；钊b在氣缸桶內(nèi)壁上的孔上并和輸出軸在同一軸線。隔板以一個(gè)角度定位，作為活塞表面并限定滑塊行程?；瑝K在與斜由護(hù)環(huán)和偏置彈簧鋼板接觸。該端口板從排放液體中分離液體。輸出軸連接到缸桶。 1 定位環(huán) 2 球形外表面和襯套 3 缸體 4 彈簧 5推力盤 6 港口法蘭 7 靜壓軸承 8 密封裝置 9 電機(jī)軸 10 閥口板 11外殼 12 活塞 13 落水斜口 14 斜板 15軸承 FIG.1__Swash plate water hydraulic motor with five pistons 活塞帶動(dòng)缸體利用供應(yīng)口壓力以一恒定角速度w繞Z軸旋轉(zhuǎn)四周。每個(gè)活塞定期通過閥板上的供應(yīng)和回程線路端口。滑塊靠在防波板的傾斜面上。活塞經(jīng)過了一次進(jìn)出缸體振動(dòng)位移。當(dāng)活塞經(jīng)過供應(yīng)缸口時(shí)，由于壓力過大導(dǎo)致活塞缸體退出，活塞越過返回線路端口時(shí)流體被推出活塞腔外?；钊透左w這些動(dòng)作的重復(fù)就完成輸出扭矩的基本任務(wù)。隨著水進(jìn)入進(jìn)出液壓馬達(dá)，在汽缸室壓力完成從高壓到低壓的轉(zhuǎn)變，這將產(chǎn)生壓力脈動(dòng)。汽缸區(qū)域內(nèi)的總供給端口的變量是作為一個(gè)活塞供應(yīng)缸口通過循環(huán)變化的結(jié)果。這些變量產(chǎn)生軸向輸出力矩的變化。它從活塞傳到斜板和閥蓋。但支撐斜板的力與支撐閥蓋的力的方向相反。這就是液壓馬達(dá)本身作為振動(dòng)源的結(jié)果。 第n個(gè)活塞腔壓力升高率的公式寫為[5] （1） 其中： Cd為攝入孔口系數(shù)變， A0為開口面積， 為電機(jī)角速度， r為活塞節(jié)距半徑， A為斜板角度， P為液體的質(zhì)量密度， K為泄漏系數(shù)， θn為水液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度， Ap為活塞面積， V0為活塞室的標(biāo)稱容量。 無論活塞孔對(duì)準(zhǔn)閥板的進(jìn)水口或者出水口， A0區(qū)域總保持最大恒變量?；钊谧畲髩毫χ担ㄅ艢鈮毫Γ┖妥钚〉膲毫χ担ㄟM(jìn)氣壓力）之間轉(zhuǎn)移。 如式1所示，考慮泄漏流量，活塞的壓力（PN）下降，當(dāng)泄漏流量增加，內(nèi)活塞（PN）的壓力下降也增加?；钊牧鸭y導(dǎo)致泄漏時(shí)，在馬達(dá)流量排放率也略有下降，結(jié)果導(dǎo)致降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于馬達(dá)和泵體產(chǎn)生的兩壓力脈動(dòng)之間的相互作用，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生更復(fù)雜的脈動(dòng)振動(dòng)（噪聲）。流體附帶振動(dòng)引起結(jié)構(gòu)的附帶振動(dòng)，對(duì)電機(jī)和水泵的壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。Kojima and Shined [10] and Edge等研究了產(chǎn)生流體傳播的振動(dòng)的組合線路，此線路主要由泵，馬達(dá)，和連接管組成[11,12]。壓力脈動(dòng)是基本元件在一般的液壓系統(tǒng)中獲得的活塞頻率特性。活塞泵和馬達(dá)中的壓力波動(dòng)主要是由于間歇脈沖回流入氣缸在底部和頂部死點(diǎn)附近的腔體時(shí)產(chǎn)生的。液壓系統(tǒng)的流體傳振動(dòng)的固有頻率有兩個(gè)流量和壓力脈動(dòng)源分別由泵和馬達(dá)產(chǎn)生。水液壓馬達(dá)和泵的基本頻率是由如下公式?jīng)Q定： f=zN （2） 其中： f 為液壓泵和馬達(dá)的基本頻率， z 為活塞個(gè)數(shù)， N 為液壓泵和馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。 軸向活塞馬達(dá)的振動(dòng)響應(yīng)是由加速度計(jì)產(chǎn)生的。圖2顯示了振動(dòng)響應(yīng)的典型波形圖。人們通過這個(gè)波形圖可以很容易辨別不同的活塞激發(fā)的脈動(dòng)高峰。壓力增加產(chǎn)生峰值振幅 [16]，這時(shí)，加速反應(yīng)的能量超過15千赫，這些能量分為低中高三個(gè)頻段，低頻段為：0-2,000赫茲，中間頻段:2,000 - 6，000赫茲，而高頻段：6,000赫茲以上。并且這三個(gè)頻段各頻率的反應(yīng)各自有不同的激勵(lì)機(jī)制。低頻由基本頻率與諧波成分組成而成。中頻是由壓力脈動(dòng)和流量脈動(dòng)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)振動(dòng)所產(chǎn)生的。高頻是結(jié)構(gòu)共振所產(chǎn)生的。 圖2 – 典型振動(dòng)響應(yīng)波形的水液壓馬達(dá) 圖3.水液壓馬達(dá)測試裝置和信號(hào)采集系統(tǒng) 實(shí)驗(yàn)裝置和程序 在圖3所示的水液壓馬達(dá)試驗(yàn)裝置，由一個(gè)12.5毫安時(shí)尼斯湖水水液壓馬達(dá)，無刷伺服電機(jī)，數(shù)字扭矩儀，以及水液壓系統(tǒng)組成。圖4所示為水液壓系統(tǒng)原理圖，水液壓系統(tǒng)允許軸向活塞馬達(dá)在轉(zhuǎn)速在300-3,000轉(zhuǎn)/分和扭矩在0-6Nm范圍。數(shù)字扭矩儀是由一個(gè)檢測器和一個(gè)操作顯示屏組成。該檢測器將與電機(jī)軸扭矩成比例的軸旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換成相位差信號(hào)，并提供了一個(gè)旋轉(zhuǎn)探測器和一個(gè)扭桿變速箱用來測量探測器的軸轉(zhuǎn)速。操作顯示屏是一個(gè)與信號(hào)同步的扭矩變換器，同步顯示扭矩和轉(zhuǎn)速的數(shù)字值。無刷伺服電機(jī)在提供0-10.2 nm范圍內(nèi)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩的精確度和穩(wěn)定性上具有明顯優(yōu)勢。數(shù)字伺服控制模塊控制無刷伺服電機(jī)并使其產(chǎn)生恒定的輸出轉(zhuǎn)矩。任意函數(shù)發(fā)生器可以輸出直流電壓給數(shù)字伺服控制模塊以調(diào)整伺服控制電機(jī)的輸出力矩。安裝在個(gè)人計(jì)算機(jī)上軟件控制界面也可以控制和顯示數(shù)字伺服控制系統(tǒng)。 圖4.水液壓系統(tǒng)的示意圖 圖5.液壓馬達(dá)活塞裂痕的不同程度和位置 壓電加速度計(jì)（Bruel及Kjcer型4393）安裝在水液壓馬達(dá)電機(jī)進(jìn)口附近的外殼上。加速度計(jì)的輸出信號(hào)同時(shí)輸入到放大器和5B41過濾器，用來降低噪音及過濾混淆頻段。LabVIEW的數(shù)據(jù)采集卡（在-的MIO - 16L型- 9國家儀器公司）是用來將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在這項(xiàng)工作中充分考慮信號(hào)類型，采樣率服從奈奎斯特公式并選為采樣率2,000赫茲。各實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為630轉(zhuǎn)/分可拍攝2,048個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的時(shí)間記錄。首先，輸出軸力矩為2 Nm的Nessie電機(jī)可以獲得五個(gè)活塞條件下的振動(dòng)信號(hào)，然后輸出力矩軸為5 Nm的Nessie電機(jī)獲得五個(gè)活塞條件下的振動(dòng)信號(hào)。此振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)點(diǎn)包含轉(zhuǎn)矩和速度檢測器檢測的電機(jī)自轉(zhuǎn)周期。信號(hào)特征同時(shí)可以充分說明電機(jī)在自轉(zhuǎn)周期。 使用電火花機(jī)驅(qū)動(dòng)的尼斯湖水怪電機(jī)的軸向柱塞模擬一個(gè)活塞裂紋，裂縫為0.1毫米寬。這項(xiàng)研究工作中有五個(gè)運(yùn)行的條件，他們是正常條件（NC）和四個(gè)不同類型的活塞裂縫的四個(gè)故障條件。如圖5所示，以便使用尼斯湖水怪電機(jī)發(fā)現(xiàn)活塞裂縫位置和活塞裂紋長度的不同，四種活塞裂縫介紹如下： （1） B5mm：裂紋為5毫米長，在活塞的后部位置;； （2） B2mm：裂紋為2mm長，在活塞的后部位置； （3） F5mm：裂紋為5毫米長，在活塞的前部位置； （4） F2mm：裂紋為2mm長，在活塞的前部位置。 在NC條件下和四活塞裂紋各項(xiàng)條件下得到的是第五振動(dòng)信號(hào)。該原始振動(dòng)信號(hào)的總數(shù)為250。 結(jié)果與討論 在水液壓系統(tǒng)中，振動(dòng)信號(hào)的主要來源是由電機(jī)和水泵產(chǎn)生的兩脈動(dòng)之間的相互作用，低頻是由0-2,000赫茲之間基本頻率的諧波成分組成2,000-6,000赫茲之間中頻由壓力脈動(dòng)和流量脈動(dòng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)激發(fā)確定。振動(dòng)信號(hào)與活塞室漏氣具有密切的關(guān)系。該振動(dòng)信號(hào)的能量包括振動(dòng)信號(hào)源的許多信息。振動(dòng)信號(hào)的能量是用均方根（RMS）的值來測量的。就如振動(dòng)信號(hào){× [0]中，x [1]，... × [N - 1]， RMS值的定義式為 （3） 這種能源計(jì)量的優(yōu)點(diǎn)是振動(dòng)信號(hào)的能量特性與振動(dòng)源的能量釋放相關(guān)的重要物理參數(shù)直接相關(guān)。 上述參數(shù)是用來分析時(shí)域振動(dòng)信號(hào)。在頻域范圍內(nèi)，如主頻元件能量級(jí)，在特定的頻段能量的大小是很重要的參數(shù)，并與振動(dòng)信號(hào)源的密切關(guān)系。振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度（PSD）是使用傳統(tǒng)信號(hào)的處理方法，它的定義如下： 0≦k≦N-1 （4） 其中： P[k]為PSD X[x]為振動(dòng)信號(hào)x[n]的離散傅立葉變換 T為采樣周期。PSD代表信號(hào)能量的分布頻率。 正如在前面已經(jīng)討論過，活塞條件與活塞腔的壓力脈動(dòng)和流量脈動(dòng)有密切的關(guān)系?；钊粔毫ψ兓顾簤厚R達(dá)振動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生不同的特點(diǎn)。為了研究在0赫茲和6000赫茲范圍內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)的頻率特性，功率譜密度應(yīng)用于分析水液壓馬達(dá)的振動(dòng)信號(hào)。圖6顯示了活塞扭矩為2牛米時(shí)，五個(gè)活塞條件下的振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。圖6（a）給出了活塞裂紋在活塞后部5毫米長時(shí)，振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。這三個(gè)主頻分別為800赫茲，3000赫茲，5100赫茲。基頻是800赫茲的頻率的諧波，它由水液壓馬達(dá)和泵產(chǎn)生并在方程1中定義?；钊业膲毫γ}動(dòng)和流量脈動(dòng)產(chǎn)生的頻率為3000赫茲和5000赫茲，這個(gè)頻率用來評(píng)估水液壓馬達(dá)活塞的完整性。圖6（b）給出了當(dāng)活塞裂紋在活塞后部長為2mm時(shí)，振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度.。圖6（c）和6（d）給出了活塞裂縫在前部時(shí)振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。圖6（e）顯示了活塞正常條件下的振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。圖6（b）-6（e）中的三個(gè)主導(dǎo)頻率分別為800赫茲，1600赫茲和3500赫茲。水液壓馬達(dá)和泵的基本信號(hào)的諧波頻率為800和1600赫茲?；钊粔毫φ駝?dòng)產(chǎn)生的頻率為3500赫茲。在的。圖6（b）-6（e）中的主頻與圖6（a）中的主頻一樣是800赫茲。圖6（b）-6（e）中的其他主導(dǎo)頻率為1600和3500赫茲，與圖 6（a）中的其他兩個(gè)主頻為3000和5100赫茲是不同。 圖6.活塞扭矩為2Nm時(shí)，五種不同條件下的振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度 在本次調(diào)查中，我們試圖找到振動(dòng)信號(hào)和活塞條件之間的能源關(guān)系。均方根應(yīng)用于振動(dòng)信號(hào)的頻率分析。正如實(shí)驗(yàn)裝置顯示，一個(gè)活塞條件下的50個(gè)振動(dòng)信號(hào)。得到振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度的平均均方根需要兩個(gè)步驟：第一，分析振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度；第二，用均方根來計(jì)算振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。我們分別計(jì)算五個(gè)條件下的所有活塞均方根平均值。圖7顯示了與在圖6所示的振動(dòng)信號(hào)功率譜密度的有效值。五個(gè)條件下的活塞的有效振幅分別為0.00047，0.00011，0.00016，0.00012和0.00014。在五個(gè)活塞條件中B5mm活塞的RMS放大率是最高的。與在其他四個(gè)活塞條件下的均方根振幅不同。正如在水液壓馬達(dá)振動(dòng)機(jī)理解釋的，當(dāng)裂紋在后部且長度較長時(shí)，活塞室漏泄較大，產(chǎn)生的振動(dòng)也較大。如圖7所示為B5mm條件下相應(yīng)振動(dòng)信號(hào)的幅值大小。 圖7.活塞扭矩為2Nm時(shí)，不同條件下的功率譜密度的有效值 圖8. 活塞扭矩為2Nm時(shí)，三個(gè)主頻的峰值的幅值 我們研究在不同條件下的活塞在特定頻率的能量。圖8顯示了當(dāng)活塞扭矩為2牛米時(shí)，五個(gè)活塞條件下的三下，主頻為 F1的振幅0.0052，0.0018，0.0018，0.0013和0.0014。B5mm下的F1的振幅與其他四個(gè)條件的F1的幅度不同。B2mm和F5mm下的 F1的幅個(gè)主頻峰振幅。F1表示五活塞條件下的頻率800赫茲。在B5mm，B2mm，F(xiàn)5mm,F2mm和NC條件度是相同的，并且F2mm及正常條件NC 下的F1的幅度幾乎相同。f2表示B5mm條件下活塞的頻率3000赫茲，它與其他四條件下的活塞頻率為1600赫茲不同。在B5mm,B2mm，F(xiàn)5mm，F(xiàn)2mm和NC下主頻是 F2的振幅分別為0.0036，0.0004，0.0007，0.0001和0.0006。雖然在B2mm和F5mm下的F1的幅度相同，但B2mm和F5mm下的F2的幅度是不同。當(dāng)在B2mm和F5mm的F1幅度相同時(shí)， F2mm和NC下的F2幅度是不同的。這樣可以用F1和F2振幅來區(qū)分不同的活塞條件。F3表示B5mm條件下活塞頻率5100赫茲和其他四條件下活塞頻率3500赫茲。在B2mm，F(xiàn)5mm，F(xiàn)2mm和NC下的 主頻為F3的幅度分別是0.0004，0.0008，0.0003和0.0003。B2mm，F(xiàn)5mm下的第三個(gè)主頻的幅度與其他兩個(gè)條件下第三個(gè)主頻的振幅是不同。 在這里，我們研究了水液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速一直改變的過程中，不同壓力下功率譜密度和三個(gè)主頻的的特點(diǎn)。 圖9. 活塞扭矩為5Nm時(shí)，五種不同條件下的振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度 圖10. 活塞扭矩為5Nm時(shí)，不同條件下的功率譜密度的有效值 圖9顯示當(dāng)活塞扭矩為5nm時(shí)，五活塞條件下振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。圖9（a）顯示活塞裂紋在后部且5mm長時(shí)，振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。其中的三個(gè)主頻為800，3000，5100赫茲，與圖6（a）所示的情況一樣。在活塞腔中由于脈動(dòng)壓力和流量脈動(dòng)產(chǎn)生的頻率為基頻諧振頻率800赫茲和頻率3000和5100赫茲。圖9（b）顯示了活塞裂紋在后部并且2毫米長時(shí)的振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。圖9（c）和圖9（d）顯示了活塞裂縫的前部時(shí)振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。圖9（e）所示的是活塞健康時(shí)振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。在圖9（b）-9（e）中的三個(gè)主導(dǎo)頻率分別是800赫茲，1600赫茲和3500赫茲。圖9（a）的主頻與圖9（b）-9（e）的主頻一樣是800赫茲。圖9（b）-9（e）的其他主導(dǎo)頻率為1600和3500赫茲，與圖9（a）的其他兩個(gè)主頻為3000和5100赫茲不同。圖9與圖6相比，三大主導(dǎo)頻率相同，不同的是振幅，圖9中的振幅比圖6中的要高些。這是由于活塞扭矩從2牛米到5牛米增大時(shí)，活塞腔內(nèi)的壓力脈動(dòng)和流量脈動(dòng)增強(qiáng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈了振動(dòng)信號(hào)。 圖10如圖9所示顯示了振動(dòng)信號(hào)功率譜密度的有效值。五個(gè)活塞條件下的振幅有效值為0.0012，0.00018，0.00025，0.00024和0.00023。在B5mm活塞條件幅度有效值是在五個(gè)活塞條件中最高的， B5mm下振幅有效值比B2mm下的高，B5mm下裂紋比B2mm下的長，B5mm下泄漏比B2mm下的大， B5mm下振動(dòng)信號(hào)的幅值比B2mm下的高， F5mm下振幅是F5mm，F(xiàn)2mm和NC條件之間最大的，NC下幅度最小。 這樣活塞的五個(gè)條件下的振幅不同，由此來檢測活塞條件。 圖11. 活塞扭矩為5Nm時(shí)，三個(gè)主頻的峰值的幅值 我們還分析了在不同活塞條件下活塞在特定頻率時(shí)的能量。圖11顯示了當(dāng)活塞扭矩增加為5牛米時(shí)，五活塞條件下三主頻峰的振幅。F1表示五個(gè)活塞條件下頻率800赫茲。B5mm，B2mm，F(xiàn)5mm，F(xiàn)2mm和NC下主頻為F1振幅分別為0.007，0.0017，0.0042，0.0045和0.0037，由于它們各不相同，就用此來分類活塞的幾種不同的情況。B5mm下的F2和F3的頻率為3000 5100赫茲，其他四活塞條件下的F2和F3的頻率是1600和3500赫茲。B2mm, F5mm, F2mm, and NC下的主頻為F2的幅值分別為0.001, 0.0021, 0.0011, and 0.0026。B2mm, F5mm, F2mm, and NC下的主頻為F3的幅值分別為0.0009, 0.0013, 0.0008, and 0.0007。五個(gè)活塞條件下的三個(gè)主頻幅值是不同的。與圖8相比，三個(gè)主頻頻率一樣，但主頻的幅值要高。 結(jié)論： 本文的重點(diǎn)是以自來水液壓動(dòng)力系統(tǒng)為工作原理的水液壓馬達(dá)活塞質(zhì)量的檢測和評(píng)估。模擬活塞裂縫不同大小和地點(diǎn)的水液壓馬達(dá)。功率譜密度應(yīng)用于分析在不同活塞條件和不同壓力水液壓系統(tǒng)的水液壓馬達(dá)的振動(dòng)信號(hào)。該參數(shù)均方根用于計(jì)算振動(dòng)信號(hào)的功率譜密度。不同條件下活塞的均方根是不同的。該振動(dòng)信號(hào)頻譜顯示五個(gè)活塞條件下的三個(gè)主導(dǎo)頻率的振動(dòng)信號(hào)。結(jié)果顯示在不同的活塞裂紋條件下的振動(dòng)信號(hào)頻譜主頻峰的振幅有變化。水液壓系統(tǒng)的不同壓力下，三個(gè)主導(dǎo)頻率相同。這一趨勢和三個(gè)主頻振幅特征是相同的。活塞扭矩從2增大至5納米時(shí)這三個(gè)主導(dǎo)頻率的也幅度增加。 。