一种丝杠副、导轨副性能退化的图示化分析方法技术

技术编号:7805381 阅读:243 留言:0更新日期:2012-09-27 01:44
一种丝杠副、导轨副性能退化的图示化分析方法,它将丝杠副或导轨副测量出的振动信号沿丝杠副或导轨副分成若干段,并对各段信号分别进行特征提取,再将提取的特征值与性能完好的新丝杠副或导轨副及故障丝杠副或导轨副进行归一化比较,并将归一化比较的数据以切片性能退化层析图的图示方式直观的显示出丝杠副或导轨副各段的性能退化程度;也可通过对切片层析图内圈外圈面积的百分比定量的给出其性能退化程度。从而实现了丝杠副、导轨副性能退化程度在各段的分布情况,定位出丝杠副、导轨副发生故障的部位,在使用时可避开该故障部位,以保证工件加工质量,同时延长了丝杠副、导轨副的使用寿命,在设计时,可针对易发故障部位采取相应的强化设计措施,以提高其性能及使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械系统状态监测与故障诊断领域,具体地讲,是ー种丝杠副或导轨副性能退化的图示化分析方法。
技术介绍
随着我国制造业水平的提升,数控机床已成为机械加工领域的重要设备,在各种精密、复杂的零件加工中得到了广泛应用。丝杠副、导轨副作为数控机床传动及导向的关键精密组成部件,其性能的好坏直接影响加工エ件的精度。而丝杠副、导轨副在复杂甚至恶劣的エ况条件下运行,磨损导致其性能的不断退化,因此,有必要对丝杠副、导轨副的性能退化程度进行监测与评估,为其维护与保养提供可靠依据。当丝杠副、导轨副的性能退化到一定程度吋,即可认为发生了故障,即丝杠副、导 轨副使用寿命的结束。丝杠副、导轨副的性能指标较多,综合性能尚无统一明确的评价指标。虽可采用公式计算的方法计算出其概率统计意义上的额定寿命,但并不能定位出丝杠畐O、导轨副发生故障的部位,从而无法为丝杠副、导轨副的维护保养及设计提供更加详实准确的监测依据,以提高丝杠副、导轨副的性能及使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的第一个专利技术目的是提供一种丝杠副性能退化的图示化分析方法,该方法可以用图形的方式形象的表示出丝杠副的性能退化分布情况,从而为丝杠副的维护保养及设计提供更加详实准确的监测依据,以提高丝杠副的性能及使用寿命。本专利技术为实现第一个专利技术目的所采用的技术方案是一种丝杠副性能退化的图示化分析方法,其步骤是a、信号采集安装在新丝杠副的丝母上的振动传感器,通过数据采集设备将丝母从丝杠一端运动到另一端过程中,新丝杠副的振动信号S1传输给计算机,由计算机实时记录该信号S1 ;将新丝杠副更换为同规格的故障丝杠副,重复以上操作,得到故障丝杠副的振动信号S2 ;再将故障丝杠副更换为同规格的待评估丝杠副,再次重复以上操作,得到待评估丝杠副的振动信号S3 ;b、信号细分将记录的新丝杠副、故障丝杠副、待评估丝杠副的振动信号Sl、S2, S3都分成m段,其中,每段为ー个或多个导程对应的振动信号;C、特征提取用时域分析和/或频域分析和/或时频域分析方法对振动信号Sl、S2, S3进行分析,分别提取出三个丝杠副振动信号的特征新丝杠副的特征矩阵T1 = {t1Jk} (j = 1,2,…,m;k= 1,2,…,η);所述的tljk为新丝杠副第j段振动信号中提取出的第k个特征的值;故障丝杠副的特征矩阵T2 = {t2Jk} (j = 1,2, ---,m ;k = 1,2,…,η);所述的t2jk为故障丝杠副第j段振动信号中提取出的第k个特征的值;待评估丝杠副的特征矩阵T3 = {t3Jk} (j = 1,2, ···, m ;k = 1,2, ···, η);所述的t3Jk为待评估丝杠副第j段振动信号中提取出的第k个特征的值;上述的η为从各个丝杠副的振动信号中提取的特征的个数;d、特征归一化取新丝杠副的特征矩阵1\ = {t1Jk}中第k列的最小值作为第k个特征的最小值tmink,取故障丝杠副的特征矩阵1~2= {t2Jk}中第k列的最大值作为第k个特征的最大值tmaxk 计算待评估丝杠副归ー化特征矩阵IV = {t3jk,},其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丝杠副性能退化的图示化分析方法,其步骤是 a、信号采集 安装在新丝杠副的丝母上的振动传感器,通过数据采集设备将丝母从丝杠一端运动到另一端过程中,新丝杠副的振动信号S1传输给计算机,由计算机实时记录该信号S1 ; 将新丝杠副更换为同规格的故障丝杠副,重复以上操作,得到故障丝杠副的振动信号S2 ; 再将故障丝杠副更换为同规格的待评估丝杠副,再次重复以上操作,得到待评估丝杠副的振动信号S3 ; b、信号细分 将记录的新丝杠副、故障丝杠副、待评估丝杠副的振动信号si、s2、s3都分成m段,其中,每段为ー个或多个导程对应的振动信号; C、特征提取 用时域分析和/或频域分析和/或时频域分析方法对振动信号S1. S2, S3进行分析,分别提取出三个丝杠副振动信号的特征 新丝杠副的特征矩阵T1 = {t1Jk} (j = 1,2, ···, m ;k = 1,2, ···, η);所述的tljk为新丝杠副第j段振动信号中提取出的第k个特征的值; 故障丝杠副的特征矩阵T2 = {t2Jk} (j = 1,2, ···, m ;k = 1,2, ···, η);所述的t2jk为故障丝杠副第j段振动信号中提取出的第k个特征的值; 待评估丝杠副的特征矩阵T3 = {t3Jk} (j = 1,2,…,m;k= 1,2, *··,η);所述的t3jk为待评估丝杠副第j段振动信号中提取出的第k个特征的值; 上述的η为从各个丝杠副的振动信号中提取的特征的个数; d、特征归一化 取新丝杠副的特征矩阵!\= {t1Jk}中第k列的最小值作为第k个特征的最小值tmink,取故障丝杠副的特征矩阵T2 = {t2Jk}中第k列的最大值作为第k个特征的最大值tmax k ; 计算待评估丝杠副归ー化特征矩阵T/ = {t3jk’ },其中,2.一种导轨副性能退化的图示化分析方法,其步骤是 a、信号采集 安装在新导轨副的导轨滑块上的振动传感器,通过数据采集设备将导轨滑块从导轨一端运动到另一端过程中,新导轨副的振动信号S1传输给计算机,由计算机实时记录该信号S1 ; 将新导轨副更换为同规格的故障导轨副,重复以上操作,得到故障的导轨副的振动信号S2 ; 再将故障导轨副更换为同规格的待评估导轨副,再次重复以上操作,得到待评估导轨副的振动信号S3 ; b、信号细分 将记录的新导轨副、故障导轨副、待评估导轨副的振动信号si、s2、s3都...

【专利技术属性】
技术研发人员:张筱辰高宏力黄海凤许明恒郭亮文娟陈晨
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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