本發(fā)明涉及液壓柱塞馬達故障分析，具體涉及一種液壓柱塞馬達故障分析方法。

背景技術：

1、液壓馬達作為工程旋轉機械設備，在液壓系統(tǒng)中充當關鍵的執(zhí)行元件，廣泛應用于各類工業(yè)領域，也是液壓系統(tǒng)中主要的噪聲源之一。液壓馬達的噪聲分為機械噪聲與流體噪聲，其中機械噪聲主要來自柱塞-柱塞孔碰撞、軸承故障與安裝不規(guī)范、旋轉體旋轉過程中偏心及不平衡而引起的振動等；流體噪聲主要為流量脈動、配流沖擊等引起。在液壓馬達發(fā)生故障時，通常是以非平穩(wěn)、非線性的振動信號表現(xiàn)出來，并且混有強噪聲，提取其故障特征信號容易受到干擾，難以與原始信息進行分離。傳統(tǒng)故障特征分析方法有時域分析、頻域分析以及時頻域分析方法，而目前的故障診斷技術廣泛應用于齒輪、軸承等單獨簡單的零件上，對于內部結構復雜并且各部件密切關聯(lián)的柱塞馬達，故障診斷應用方面正處于起步階段。由于柱塞馬達內部結構繁雜，存在特征頻率相近的噪聲源，若直接使用傳統(tǒng)故障特征分析方法，將無法準確判斷故障部件。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種液壓柱塞馬達故障分析方法，該方法有利于準確判斷液壓柱塞馬達的故障原因及部位。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種液壓柱塞馬達故障分析方法，包括以下步驟：

3、步驟s1：獲取液壓柱塞馬達內部各振動源的振動理論特征頻率；

4、步驟s2：獲取液壓柱塞馬達的聲壓時域信號；

5、步驟s3：通過小波包閾值去噪方法對步驟s2獲得的聲壓時域信號進行去噪處理，得到馬達去噪聲壓信號；

6、步驟s4：通過特征信號提取方法對步驟s3得到的馬達去噪聲壓信號進行時頻分析，得到馬達真實聲壓頻率；將得到的馬達真實聲壓頻率與步驟s1得到的各振動源的振動理論特征頻率進行對比擬合，確定液壓柱塞馬達存在的故障。

7、進一步地，所述步驟s1具體包括以下步驟：

8、s11：基于液壓柱塞馬達的結構及工作原理，構建液壓柱塞馬達運動機構模型，確定液壓柱塞馬達內部各振動源；

9、s12：計算各振動源的振動理論特征頻率。

10、進一步地，所述液壓柱塞馬達內部各振動源包括：

11、主軸偏心、不平衡產生的振動，其頻率為：

12、軸承產生的振動，其頻率為：

13、流量脈動產生的振動，其頻率為：

14、柱塞碰撞、球鉸間隙產生的振動，其頻率均為：

15、其中，n為主軸轉速，n為軸承滾子數(shù)量，z為柱塞數(shù)量。

16、進一步地，所述步驟s2中，基于液壓柱塞馬達聲壓實驗，獲取不同工況下的液壓柱塞馬達聲壓時域信號。

17、進一步地，所述步驟s3中，基于小波包閾值去噪方法對步驟s2獲得的聲壓時域信號進行去噪；選取小波基函數(shù)，確定分解層數(shù)，得到各節(jié)點頻率范圍：其中fn為節(jié)點頻率的帶寬，fs為采樣頻率；將各節(jié)點頻率范圍進行能量分布計算，取其中能量貢獻大于設定值的頻率段；對得到的頻率段進行疊加重構，實現(xiàn)過濾干擾信號，達到去噪效果，得到馬達去噪聲壓信號。

18、進一步地，所述步驟s4具體包括以下步驟：

19、s41：對步驟s3得到的馬達去噪聲壓信號進行eemd分解，得到各imf分量；

20、s42：對各imf分量中與原信號相關程度大于設定值的imf分量進行hilbert變換，得到邊際譜圖，得到液壓柱塞馬達噪聲的頻率組成成分，進而分析其頻率特征，得到馬達真實聲壓頻率；

21、s43：將得到的馬達真實聲壓頻率與步驟s1得到的各振動源的振動理論特征頻率進行對比擬合，確定產生噪聲的主要振動源，從而判斷液壓柱塞馬達存在的故障。

22、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提供了一種液壓柱塞馬達故障分析方法，通過改進小波包閾值去噪方法去除液壓馬達聲學信號中的干擾噪聲，同時通過特征信號提取方法完整提取信號特征，而后與液壓馬達內各振動源的振動理論特征頻率進行對比擬合，從而實現(xiàn)對液壓柱塞馬達內部故障特征分析，準確判斷出液壓柱塞馬達的故障原因及部位。

技術特征：

1.一種液壓柱塞馬達故障分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種液壓柱塞馬達故障分析方法，其特征在于，所述步驟s1具體包括以下步驟：

3.根據(jù)權利要求2所述的一種液壓柱塞馬達故障分析方法，其特征在于，所述液壓柱塞馬達內部各振動源包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種液壓柱塞馬達故障分析方法，其特征在于，所述步驟s2中，基于液壓柱塞馬達聲壓實驗，獲取不同工況下的液壓柱塞馬達聲壓時域信號。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種液壓柱塞馬達故障分析方法，其特征在于，所述步驟s3中，基于小波包閾值去噪方法對步驟s2獲得的聲壓時域信號進行去噪；選取小波基函數(shù)，確定分解層數(shù)，得到各節(jié)點頻率范圍：其中fn為節(jié)點頻率的帶寬，fs為采樣頻率；將各節(jié)點頻率范圍進行能量分布計算，取其中能量貢獻大于設定值的頻率段；對得到的頻率段進行疊加重構，實現(xiàn)過濾干擾信號，達到去噪效果，得到馬達去噪聲壓信號。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種液壓柱塞馬達故障分析方法，其特征在于，所述步驟s4具體包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明涉及一種液壓柱塞馬達故障分析方法，包括以下步驟：步驟S1：獲取液壓柱塞馬達內部各振動源的振動理論特征頻率；步驟S2：獲取液壓柱塞馬達的聲壓時域信號；步驟S3：通過小波包閾值去噪方法對步驟S2獲得的聲壓時域信號進行去噪處理，得到馬達去噪聲壓信號；步驟S4：通過特征信號提取方法對步驟S3得到的馬達去噪聲壓信號進行時頻分析，得到馬達真實聲壓頻率；將得到的馬達真實聲壓頻率與步驟S1得到的各振動源的振動理論特征頻率進行對比擬合，確定液壓柱塞馬達存在的故障。該方法有利于準確判斷液壓柱塞馬達的故障原因及部位。

技術研發(fā)人員：黃惠,郭旖,葉紹干,蘇俊收,杜恒,李雨錚
受保護的技術使用者：福州大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/29