【摘要】：錐閥作為液壓傳動與控制中一種重要的基礎性元件,具有密封性好,過流能力強,響應快,抗污染能力強,構造簡單等特點,被廣泛應用于液壓系統(tǒng)中。但錐閥中的空化問題嚴重影響和制約了其應用效能,因此對錐閥的空化狀態(tài)監(jiān)測具有重要的工程實際意義。振動是伴隨空化與空蝕的重要物理現(xiàn)象,利用振動信號對空化狀態(tài)進行識別具有廣闊的前景。本文在錐閥模型空化試驗基礎上,利用集成經(jīng)驗模態(tài)分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法對振動信號進行分析,提取振動信號空化特征參數(shù),研究了不同工作參數(shù)對振動信號空化特征參數(shù)的影響。為了研究空化誘導錐閥振動信號的特征參數(shù),建立振動信號與空化圖像采集系統(tǒng),同步采集了不同空化狀態(tài)時的錐閥振動信號與空化圖像,首先運用小波包去噪算法對振動信號進行去噪處理,然后利用EEMD方法結(jié)合空化圖像,分離出振動信號中的空化分量,最后基于時域波形和希爾伯特邊際譜分析,提取了振動信號IMF2分量均方根值、邊際譜峰值、邊際譜中心頻率以及邊際譜帶寬作為空化特征參數(shù)。錐閥工作壓力的改變會導致空化狀態(tài)發(fā)生變化,分析了振動信號空化特征參數(shù)在不同入口壓力,出口壓力下的變化規(guī)律,對比了不同入口壓力和出口壓力下振動信號特征參數(shù)與空化面積的變化趨勢。結(jié)果表明:隨著入口壓力的增大或出口壓力的減小錐閥的空化程度不斷增強,振動信號的各特征參數(shù)均發(fā)生了較為明顯的變化,IMF2分量均方根值和邊際譜峰值主要取決于單位時間內(nèi)單空泡空化事件的數(shù)量,隨空化程度的增強不斷增大;IMF2邊際譜中心頻率和邊際譜帶寬由于受到多種因素的影響,在空化發(fā)展的不同階段,變化規(guī)律不同,總體上,隨空化程度增強都呈現(xiàn)出先增大后減小再增大的趨勢。閥口開度是影響節(jié)流閥空化狀態(tài)的重要參數(shù),分析了閥口開度的改變對空化特征參數(shù)的影響。結(jié)果表明:隨著閥口開度的增大,錐閥空化程度先增強后減弱,IMF2分量均方根值以及邊際譜峰值和節(jié)流閥的空化程度變化趨勢相同,隨開度增大呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢,IMF2邊際譜中心頻率和邊際譜帶寬呈現(xiàn)出先增大后減小再增大的變化規(guī)律。本文對錐閥空化狀態(tài)與振動信號特征參數(shù)之間的關系進行了研究,為開展錐閥的實時空化監(jiān)測奠定基礎。
【圖文】：

3.1.2 振動信號采集系統(tǒng)為了實現(xiàn)錐閥振動信號采集，建立了由加速度傳感器、信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集卡和上位機組成的振動信號采集系統(tǒng)，采集系統(tǒng)框圖如圖3-3所示。其中，振動傳感器采用 PCB 公司的 ICP 壓電加速度傳感器，靈敏度為 100mV/g，輸出幅值為±5V，實驗過程中，加速度傳感器通過底部的磁座固定在實驗閥閥體的頂部和側(cè)面，如圖 3-4 所示。

3-3 振動信號采集系統(tǒng)框圖 圖 3-4 加速度傳感器布置圖 3-3 Block diagram of vibrationsignal acquisition systemFigure 3-4 Arrangement diagram ofacceleration sensors調(diào)理器型號為朗斯測試 LC0201，因為內(nèi)裝 IC（ICP）壓電加速度傳流源供電，系統(tǒng)中的信號調(diào)理器的主要功能是對加速度傳感器提4mA 恒流供電，還可以通過 CR 隔直電路隔掉加速度傳感器輸出信偏壓，將輸出信號變成通常意義上的以地為參考點的交流信號。系采集卡選用北京阿爾泰科技的同步采集卡 USB2884，，可以實現(xiàn) 6 通采集，采樣頻率最高為 250ks/s，ADC 分辨率為 16 位，輸出量程±5V 可選。信號調(diào)理器與數(shù)據(jù)采集卡實物圖如圖 3-5 所示。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH137.5

【參考文獻】

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1 蒲道林;;空化誘發(fā)離心泵振動特性的試驗研究[J];水泵技術;2015年03期

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5 龍正;張婷婷;王攀達;李貝貝;劉秀梅;;節(jié)流閥小開度下空化特性的數(shù)值分析[J];制造業(yè)自動化;2014年07期

6 劉忠;鄒淑云;謝志聰;;基于聲發(fā)射技術的離心泵空化狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究[J];電站系統(tǒng)工程;2014年02期

7 張德勝;石磊;施衛(wèi)東;潘大志;;軸流泵葉輪葉頂區(qū)空化流的數(shù)值模擬與實驗研究[J];水利學報;2014年03期

8 劉進;閻兆立;程曉斌;楊軍;喬文孝;;基于空化輻射噪聲的檢測方法實驗研究[J];應用聲學;2014年01期

9 胡芳芳;陳濤;吳大轉(zhuǎn);王樂勤;;導葉式混流泵汽蝕振動噪聲試驗研究[J];排灌機械工程學報;2013年12期

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本文編號：2665907