ในฐานะที่เป็นตัวกระตุ้นหลักของระบบระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมความน่าเชื่อถือของกระบอกสูบส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิต ตามสถิติ 35% ของ ระบบนิวเมติก ความล้มเหลวเกิดจากการสึกหรอของกระบอกสูบและความล้มเหลวอย่างฉับพลันอาจทำให้สายการผลิตลดลงถึงหลายหมื่นหยวนต่อชั่วโมง การบำรุงรักษาแบบดั้งเดิมแบบดั้งเดิมมีความเสี่ยงที่จะตรวจสอบมากเกินไปหรือไม่ได้รับการตรวจสอบในขณะที่การบำรุงรักษาแบบคาดการณ์ตามสัญญาณการสั่นสะเทือนสามารถจับสัญญาณการสึกหรอได้อย่างแม่นยำและได้รับการแทรกแซงจากความผิดพลาดในช่วงต้น
1. กลไกการสร้างสัญญาณการสั่นสะเทือนของกระบอกสูบ
แหล่งการสั่นสะเทือนทั่วไป
การสึกหรอของซีลลูกสูบ: ความเสียหายต่อวงแหวนซีลทำให้เกิดการรั่วไหลของอากาศอัดทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของลูกสูบที่ไม่เสถียร (ความถี่: 10-100Hz)
คำแนะนำการกวาดล้างแขนเสื้อ: เกินความอดทนที่ตรงกันทำให้ก้านลูกสูบถึงการแกว่ง (ความถี่ลักษณะ: 50-300Hz)
ความล้มเหลวของวาล์วบัฟเฟอร์: ไอเสียที่ไม่ดีก่อให้เกิดความผันผวนของแรงดันความถี่สูง (แถบความถี่: 500-2000Hz)
พารามิเตอร์ลักษณะสัญญาณการสั่นสะเทือน
ประเภทความผิดพลาด | ลักษณะโดเมนเวลา | ลักษณะโดเมนความถี่ |
การสึกหรอของแมวน้ำ | เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันของแอมพลิจูดเร่งความเร็ว 30% | เพิ่มอัตราส่วนพลังงานความถี่ต่ำ (<200Hz) |
ก้านลูกสูบงอ | ผลกระทบเป็นระยะในรูปคลื่น | Harmonics ความถี่การหมุน 1x/2x โดดเด่น |
บัฟเฟอร์ล้มเหลว | ปัจจัยสูงสุด> 5 | ความเข้มข้นของพลังงานในแถบเสียงสะท้อนความถี่สูง |
2. สามวิธีหลักของการวินิจฉัยการสั่นสะเทือน
วิธีที่ 1: วิธีการวิเคราะห์คุณสมบัติของโดเมนเวลา
สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง: การคัดกรองความผิดปกติในช่วงต้นอย่างรวดเร็ว
ตัวบ่งชี้สำคัญ:
ค่า RMS (Root Mean Square): สูงกว่าค่าพื้นฐาน 20% เป็นคำเตือนล่วงหน้า
Peak Factor (CF):> 3.5 หมายถึงการสึกหรอของผลกระทบ
ขั้นตอนการดำเนินการ:
ติดตั้งเซ็นเซอร์เร่งความเร็วสามแกนที่จุดกึ่งกลางของจังหวะกระบอกสูบ
รวบรวมข้อมูลการสั่นสะเทือนสำหรับ 10 รอบการทำงาน
คำนวณคะแนน Z ของ CF และ RMS (สัญญาณเตือนถ้าเบี่ยงเบนจากพื้นฐานโดย3σ)
วิธีที่ 2: เทคโนโลยี Demodulation ซองความถี่โดเมน
สถานการณ์ที่ใช้งานได้: ค้นหาส่วนประกอบที่ผิดพลาดได้อย่างถูกต้อง
หลักการทางเทคนิค: แยกสัญญาณการมอดูเลตผ่านการแปลงฮิลเบิร์ตและแยกความถี่ลักษณะแบริ่ง/ซีลออก
กระบวนการวินิจฉัย:
ความถี่การสุ่มตัวอย่างถูกตั้งค่าเป็น 5kHz
การวิเคราะห์สเปคตรัมซองจดหมายดำเนินการบนแถบความถี่ 200-800Hz
ระบุความถี่ลักษณะ:
ความเร็วก้านลูกสูบ×จำนวนลูก (แบริ่งล้มเหลว)
การปิดผนึกคู่แรงเสียดทานความถี่ผ่าน (การสึกหรอของซีล)
ข้อมูลที่วัดได้: กระบอกสูบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์มีแถบด้านข้างที่ 125Hz ซึ่งได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นการสึกหรอของปลอกคู่มือ (การสั่นสะเทือนลดลง 62% หลังจากการซ่อมแซม)
วิธีที่ 3: การเรียนรู้การวินิจฉัยอัจฉริยะของเครื่องจักร
สถานการณ์ที่ใช้งานได้: การตรวจสอบคลัสเตอร์แบบหลายสูบ
สถาปัตยกรรมแบบจำลอง:
เลเยอร์อินพุต: 1S เซ็กเมนต์การสั่นสะเทือน (รวมถึงคุณสมบัติโดเมนความถี่ของโดเมนเวลา)
Hidden Layer: เครือข่าย LSTM 3 ชั้น (หน่วยความจำ 128 หน่วย)
เลเยอร์เอาท์พุท: การจำแนกประเภทความผิดพลาด (ความแม่นยำ> 92%)
เส้นทางการใช้งาน:
รวบรวมข้อมูลประวัติ (500 กลุ่มของสถานะปกติ/การสึกหรอแต่ละครั้ง)
การปรับปรุงข้อมูล (เพิ่มเสียงเกาส์เซียนเพื่อปรับปรุงการวางนัยทั่วไป)
ปรับใช้โมดูลการคำนวณขอบ
3. คู่มือการก่อสร้างระบบวินิจฉัย
คำแนะนำการเลือกฮาร์ดแวร์
ส่วนประกอบ | ข้อกำหนดพารามิเตอร์ |
เครื่องเร่งความเร็ว | ช่วงการตอบสนองความถี่ 0.5-5kHz |
บัตรเก็บข้อมูล | อัตราการสุ่มตัวอย่าง≥ 10kHz/CH |
เทอร์มินัลวิเคราะห์ | สนับสนุน Python Tensorrt |