自适应数字滤波的旋转机械动平衡的边缘计算实现
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完成单位:鞍钢集团自动化有限公司
登记编号:-
登记年份:2021
发布时间:2021-06-25
成果主要完成人
刘佳伟、朱晋锐、陈 亮、葛 超、杨奇睿、吴晓宁、王志宏、李国军
项目概况
伴随这科学技术的高速发展,带来了设备结构的复杂化与大型化,设备的功能也随之增加,结构变得复杂,自动化程度提高。现场大型设备如果发生事故,不仅会造成停产,而且严重的还会造成严重的人身伤亡,对公司经济和社会关系造成巨大损失。现场也越来越期待设备安全、稳定、长时间、满负荷运行,希望能实时了解设备运行状况,预防故障,排除事故,延长设备运行周期,缩短维修时间,最大限度地发挥设备的生产潜力设备。对当前设备状态监测与故障诊断技术提出了更高的指标。在这些设备中,旋转机械占有相当大的比重,旋转机械是机械系统的重要组成部分。各种旋转机械,如风扇、高速机床主轴转子等,都可能存在质量分布不均或其他不平衡因素引起的。这些由刚性转子不平衡引起的动载荷是引起振动、噪声和结构损伤的主要原因,特别是在高速旋转机械中。转子不平衡引起的故障占所有机械故障总量70%以上。由此可见,高新技术的发展离不开先进动平衡校正技术和设备的应用,并有着日益增长的需求。
现场动平衡是动平衡技术的一个重要分支。它对提高机床的运行性能,监测机床的运行状态,延长轴承等零件的使用寿命具有重要作用。在运行过程中,不平衡量引起的振动,可以由多种方面原因导致。除了转子材料和制造引起的原始不平衡外,在机器的后期运行中,由于蒸汽或热量和电磁力的作用而引起的变形也会产生新的不平衡。磨损、结垢和变形容易产生新的不平衡。在现场的重型设备中,需要定期对设备进行动平衡操作,并且更换转子后要重新进行动平衡平衡技术不仅是机械制造过程中的一种工艺措施,而且是对机械的生产运行进行实时监控的手段。对关键设备进行周期性振动分析和现场动平衡试验,将产生以下经济效益。
1)提高和改善设备的运转性能,极大的增加高速旋转零件的使用年限;
2)时刻保证机器在正常平稳的平衡状态运行,控制所有机组噪声在正常范围;
3)根据例行试验和记录的数据,通过统计分析,可以科学、可靠地提供现场转动部件的平衡更换周期和各种机械的维修周期;
4)固定周期进行机械振动分析,可以及时解决机器的不平衡问题;
5)对在线设备进行快速动平衡校正,以减少机器维护时间和机器启动时间。
动平衡调试具有很高的适用性,本文的基于嵌入式单片机的边缘计算单元对动平衡故障的识别,利用中心频率自适应滤波的方式更加有效果。