翻译-一种齿轮泵质量控制的创新技术

一种齿轮泵质量控制的创新技术本文介绍了一种齿轮泵质量控制的创新技术，它是基于齿轮泵排放压力振荡频率分析使用的一种新的数学工具称为 “功率倒谱的频谱。 ”它包括运用傅立叶变换的压力数据连续三次在时域采样。创新技术，使人们有可能获得同一系列中的一组齿轮泵的验收屏蔽，可以检测缺陷类和实体。关键词：齿轮泵；排出压力分析；频率分析；谱功率倒谱；质量控制；验收屏蔽。1.介绍特别重要的是在表征一台机器上的缺陷，或者其中一部分缺陷时，在测试阶段，一旦有缺陷的部分已被取代，因此拒绝机器可再次使用。齿轮泵的质量控制和诊断的方法主要有传统的基础上随时间变化的信号在频域分析。其中我们可以找到测量声压等级带通滤光片处理和分析的结构振动和排出压力。 在测试相位噪声的过程中是建立泵的接受能力的重要指标。然而，这一分析很少指出小毛病，很少使人们有可能拒绝组件实体和缺陷的性质，制订可靠的假设。严格测量的声场也需要复杂的和昂贵的设备（例如，仪表声intensimetry，消声室） 。一个有缺陷的齿轮泵通常可以通过比较其声压水平与平均标准泵的声压之一鉴别出来。有时专家测试耳足够的检测有缺陷的组件，特别是如果噪音接近自己的频率。通过加速或压力的频谱分析，可以得到更好的结果信号，同时提供更高的分辨率。众所周知的是，事实上，空气油压泵的噪声直接相关着流体噪声的压力，激发他们震动的结构部件。以提高，加快质量控制技术为宗旨，新的目标功率倒谱的谱分析的基础上的创新技术压力信号进行了研究。这种技术的出现有利于质量控制和齿轮泵的诊断。与此同时，它使在同一系列生产和验收屏蔽成为可能。2.齿轮泵外齿齿轮泵广泛应用于油压装置，为自己的实力和适应不同的工作条件。他们的缺点是很嘈杂，并且具有高噪，高流速低压。然而，这些机器还是非常有效的，达到了价值高达 90。其主要成分是两个齿轮，一般在淬硬钢，一个驱动和其他驱动直齿。在体内，对应啮合区，有吸区，并在另一边，放电通道。压力变化最大，从附近的放电通道，至少在吸区域。压力分配受到泵的工作条件（温度，油的粘度，压力，转速）的强烈影响。s=吸入通道 d=排出通道图 1 被测齿轮泵 (Polaris, Casappa)示意图由于制造公差，轴向间隙总是在这些泵，这可能会导致泵的效率下降，在某些情况下，可能会影响正常运作。尽管如此，,一些变化 ,可以作出修复的间隙值,允许表现无关的工作状态。3.监测信号的分析齿轮泵点的压力或加速度信号的频率分析出峰的频率是两个根本性的倍数，这是都依赖于泵的旋转速度。这些频率是滚动频率 fr，对应泵的转速，啮合频率 fm 这与齿轮的几何外形。称作 z 为牙齿齿轮的数量，我们有 Fm = zfr。峰值振幅和功率谱的供应信息分布对存在的缺陷和它们的实体;信息是不很容易由传统的诊断方法检测的。通常进行的加速度或压力信号的频率分析应用傅里叶变换在时域采样信号。电源频谱是从该应用程序获得的第一个输出。进一步处理导致功率倒谱，其中指出峰值对应在倒频率 T =1/fr，和其子的倍数。1在分析频域，这里介绍一种新的频率的真正功能： 2Y () = F (C AA ( ) = F F log SAA (f)2 (1)其中 是时间，频率 f，F（）的傅里叶变换，SAA（F ）的功率谱，和 CA（）的功率倒谱。 Y（）被称为 “频谱的功率倒谱” （SPC ） ，并可能在数光谱周期性或倒谱。功率倒谱相比，它提出了一个更常规的形状因为它是那么嘈杂。 变量记为“倒谱频率”和其尺寸是 S-1，或 Hz。计算在SPC，原来的定义是倒谱使用更好，因为这个方程点化出峰，与目前的倒谱定义,从而提供二次结果比较。4.质量控制实验装置为了研究的质量控制可能在 SPC 应用可能带来的好处，有 16 立方厘米的名义排量的齿轮泵（Polaris ，Casappa）和 12 齿的齿轮的研究。泵是从相同的一组：这些泵呈现出质量好特点（他们已经接受质量控制） ，其他的泵是有缺陷的，使他们在边界受到拒绝接受和质量控制，最后一些其他的标志着缺陷。被选为的最后一组使其能够指出他们在特定的审议过程中的特征行为。以下几部件泵进行了分析（c)擦伤一个齿 （d）两个截然相反的齿擦伤 （ e）擦伤三个均布齿（f）擦伤两个相邻齿 （g）削弱两相邻齿 （h ）轴承中的高间隙两个质量好泵，通过质量控制（标记为 A 和 B） ，第二用来验证结果的重复性泵（标记为 C）有一个齿的一侧表面的 50在 0.05 毫米深划痕的宏观缺陷，这种泵原是一个很好的品质之一，但为了指出特征的行为，在考虑特定的诊断过程中，它被赋予一个缺陷;创建的缺陷是一个量级左右，比正常发现的较大;泵（标记为 D）有两个类似的两个齿截然相反（夹角 180）泵 宏观缺陷;泵（标记为 E）有三个类似泵 三个均布牙（转向角度 120）的宏观缺陷;泵（标示为 F） ，在两个相邻的齿一侧末端凹陷（典型缺陷） ;这一缺陷造成的泵，质量控制过程中拒绝;泵（G）在两个相邻的齿一侧末端凹陷（典型缺陷） ，但在这种情况下，不像泵 F，缺陷是不相关的，足以导致它被拒绝在质量控制 ;泵组在卸载和负载条件下（排气压力 102MPa 和转速20001.5RPM）进行了分析，质量控制和诊断工作时，都更有效的条件下负载时。对本组泵开展了初步诊断分析，声学和振动技术分析。随后，排气压力的一个完整的分析。泵在声学分析，在半消声室进行了检查，以驻波和反射的影响，因为我们考虑使用声响度计和三分之一倍频带通滤波器进行测量声压级。麦克风被放置1.0 中号，从源头上。与泵体上放置了一个压电式加速度计测量的加速度。压力信号用压电换能器放置在离齿轮 80 毫米的地方，排气管内。测量点被评为尽可能靠近，以减少可能的阻尼效果，造成齿轮在高频率的流体。为了获得在频域处理信号（功率倒谱和 SPC）使用 FFT 分析仪获得信号。他们然后使用 MATLAB 处理，因为使用的算法不能发现 FFT 分析仪的内部软件。泵的转速到 2000 转的标称值（33.3 赫兹）和控制速度在30 转，它采集期间小于 3 转速（0.05 Hz）的变化。滚动的频率变化信号的功率谱分析过程中强调了。排放压力波动图 3。负载下测量的声压水平：泵 A 和泵 与宏观上的两个齿缺陷。控制变量公差从 2至 10，这可能导致在采集的信号的 3的波动。这里讨论的是不同的诊断方法的结果如下。声学分析。这种分析不提供足够高的分辨率的结果为表征的缺陷。因此，可以诊断缺陷的存在齿上，但它是很难察觉有多少，他们位于哪里。峰值的增长，图 4 齿轮泵的 SPC 分析 （在文章中意义为 a 到 h）相应的，特别是到啮合频率，以及一个有缺陷的齿造成的，突出的三分之一倍频带通滤波器（图 3） 。加速度分析。自然频率（247，663 ，775，1764 赫兹等）泵的结构，激发滚动（33 赫兹）和频率（ 400，800，1200 赫兹，等） ，可作为诊断分析的输入干扰。分析人士指出，黑色的地面噪音和光谱不可忽略的存在在泵的固有频率与通信的组件。这些组件有助于掩盖存在的频谱成份缺陷（滚动频率调制和谐波） ，使分析的基础上的 SPC 不太有效。排放压力信号分析。详细的排放压力信号进行了分析，以计算的功率谱，功率倒谱和功率倒谱的谱。排放压力的 SPC 图 4 所示。 。所有的 SPC，对有缺陷的，以及那些没有泵，显示一个高峰对应到 400 赫兹，即啮合频率倒谱系频率。如果轮齿上的一些缺陷，典型形状的无缺陷弯管泵修改。尤其是对应的峰值振幅啮合频率，滚动频率对应的峰值出现在的SPC。事实上，这种现象可以看出，通过泵 C，D 的 SPC 和电子显示频率均布峰的序列，每一个是一个滚动频率（33 赫兹）的倍数。图 4（d）显示的结果泵的研发，其中有两个截然相反的缺陷。因此，测试结果表明，这种技术的可能性，指出这不是一般缺陷检测标准测试（隐含知道比较标准的泵 A 和 B） 。泵 G（上齿轻凹痕）进行的试验指出，创新技术的有效性。在这个泵的瑕疵，逃脱的质量控制，明确强调的 SPC 图的形状。 4（G ）的排放压力排放压力的特点是更高的信号噪声比流体阻尼效果为好，使这一技术被证明是有效的指出小毛病。放电流体振荡的分析更好指出齿轮可能存在的缺陷。5.提案的质量控制验收屏蔽基于 SPC 的技术已经高灵敏指出了一个的典型缺陷齿轮泵。一个创新的类型的接受了这些泵的面具在这里。这样一个面具可以用来测试组泵有相同的特征在一种合适的试验台。这是可能的，以确定一个标准的条件“通过不通过” ，它也是可以分类的缺陷类型和实体。为了创建这个面具，首先由 SPC 采取不同的缺陷值进行了比较。越来越多的实体和/或缺陷的数量，函数 Y 的值（）变得越来越小，质量好泵修改它的形状。缺陷的存在，事实上，触发显示联系起来，调制频率和属 y 的这些谐波的幅度增长，根据缺陷实体的谐波序列。图 5 在 SPC 图验收区假设的 Y 值（）的功能对应 = 0 可被视为功率倒谱的连续部分，然后作为在功率倒谱的不同倒频率值的平均。图 5 显示了如何在质量控制活动中使用SPC 可以。 “阴影区对应信封从接纳泵获得 10 的 SPC 质量控制。在相同的数字泵 G SPC 凸显其不完全符合标准要求。从这个结果，我们认为任何组的验收屏蔽泵，基于 SPCS 处理的。图 6 显示了这里考虑的一组泵的验收屏蔽。在它的阴影区域对应的泵，可以通过接受信号功能测试。 Y（）的功能获得不同的检查泵进行比较。最明显的缺陷与泵的频谱发下的阴影区域，而这些泵有轻微缺陷发在可接受区域。通学习机器 SPC 形状检查，这是进一步诊断的缺陷类型和实体。图 6 验收屏蔽泵集的决定进行了分析。泵 A 和 B 的 SPC 在验收面积下降，泵 g SPC 属于在其下限，泵 E 显然超出。6.结论创新技术为齿轮泵的质量控制和诊断介绍和批判性分析。它包含在“频谱计算功率倒谱“正在测试泵的排放压力。 “SPC 源于反复应用傅立叶变换（三次）在时域采样数据的压力。与外部牙齿的齿轮，它采用一套齿轮泵的分析证明了这种技术的有效性。结果表明，如何技术使得它可以突出典型缺陷比那些尖锐的小出使用传统的声学或振动功能测试。验收屏蔽泵集定义审查要使用在相同型号的水泵质量控制。这一创新技术的进一步发展，我们将探讨其可能的应用到其他机器，如变速箱，质量控制。参考文献1. R. B. Randall, 频率分析 (Bruel & Kjaer, 1987). 2. G. Fanti and U. Verza, “应用于诊断技术的敏感性分析机” 2nd Congress of “Misure Meccaniche Termiche e Collaudi,” Bressanone, Italy (June 1995, In Italian). 3. A. D. Dimaragonas and S. Haddad, 工程师振动(Prentice Hall, 19