Làm thế nào để dự đoán hiệu suất của xi lanh? Bảo trì dự đoán dựa trên tín hiệu rung

Là bộ truyền động cốt lõi của các hệ thống tự động hóa công nghiệp, độ tin cậy của các xi lanh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả sản xuất. Theo thống kê, 35% Hệ thống khí nén Thất bại là do hao mòn xi lanh, và những thất bại đột ngột có thể khiến dây chuyền sản xuất mất tới hàng chục ngàn nhân dân tệ mỗi giờ. Bảo trì thường xuyên truyền thống có nguy cơ kiểm tra quá mức hoặc bị bỏ lỡ, trong khi bảo trì dự đoán dựa trên tín hiệu rung có thể nắm bắt chính xác các dấu hiệu hao mòn sớm và đạt được sự can thiệp sớm của lỗi.

1. Cơ chế tạo tín hiệu rung xi lanh

Nguồn rung động điển hình

Sự hao mòn của con dấu piston: Thiệt hại cho vòng niêm phong gây ra rò rỉ không khí nén, gây ra chuyển động piston không ổn định (tần số: 10-100Hz)

Hướng dẫn giải phóng mặt bằng tay áo: vượt quá dung sai phù hợp khiến thanh piston xoay (tần số đặc trưng: 50-300Hz)

Thất bại của van đệm: Khí thải kém tạo ra dao động áp suất tần số cao (dải tần số: 500-2000Hz)

Các thông số đặc trưng tín hiệu rung

2. Ba phương pháp chẩn đoán rung động cốt lõi

Phương pháp 1: Phương pháp phân tích tính năng miền thời gian

Kịch bản áp dụng: Sàng lọc nhanh các bất thường sớm

Các chỉ số chính:

Giá trị RMS (bình phương trung bình gốc): 20% so với giá trị cơ bản là cảnh báo sớm

Yếu tố cao nhất (CF):> 3,5 cho thấy độ mòn tác động

Các bước hoạt động:

Cài đặt cảm biến gia tốc ba trục ở điểm giữa của hành trình

Thu thập dữ liệu rung cho 10 chu kỳ làm việc

Tính điểm Z của CF và RMS (báo động nếu nó lệch khỏi đường cơ sở bằng 3σ)

Phương pháp 2: Công nghệ giải điều chế phong bì miền tần số

Kịch bản áp dụng: Xác định vị trí chính xác các thành phần bị lỗi

Nguyên tắc kỹ thuật: Trích xuất tín hiệu điều chế thông qua biến đổi Hilbert và tách tần số đặc trưng ổ trục/con dấu

Quá trình chẩn đoán:

Tần số lấy mẫu được đặt thành 5kHz

Phân tích phổ phong bì được thực hiện trên dải tần số 200-800Hz

Xác định tần số đặc trưng:

Tốc độ thanh piston × Số lượng bóng (lỗi mang)

Niêm phong cặp ma sát đi qua tần số (hao mòn)

Dữ liệu đo lường: Một xi lanh máy đóng gói có băng bên ở 125Hz, được chẩn đoán là hao mòn tay áo hướng dẫn (rung giảm 62% sau khi sửa chữa).

Phương pháp 3: Chẩn đoán máy học học máy

Kịch bản áp dụng: Giám sát cụm đa xi-lanh

Kiến trúc mô hình:

Lớp đầu vào: Phân đoạn rung 1S (bao gồm các tính năng miền tần số miền thời gian)

Lớp ẩn: Mạng LSTM 3 lớp (128 Đơn vị bộ nhớ)

Lớp đầu ra: Phân loại loại lỗi (độ chính xác> 92%)

Đường dẫn thực hiện:

Thu thập dữ liệu lịch sử (500 nhóm tình trạng bình thường/mặc mỗi)

Tăng cường dữ liệu (thêm tiếng ồn Gaussian để cải thiện tổng quát)

Triển khai mô -đun điện toán cạnh

3. Hướng dẫn xây dựng hệ thống chẩn đoán

Khuyến nghị lựa chọn phần cứng