一种单测点多滚筒同时动平衡方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种单测点多滚筒同时动平衡方法和系统，该方法，包括以下步骤：获取滚筒的振动信号和转速信号，根据微处理器的单测点多滚筒动平衡算法模块中的单测点多滚筒动平衡算法计算得到多个滚筒的基频振动信号。添加试重，记录每个滚筒试重质量和相位，再次开机获得添加试重后的多个滚筒的基频振动信号。所述基频振动信号中包括振动幅值和相位，根据影响系数法计算每个滚筒所需的配重质量和相位；对多个滚筒同时进行动平衡校正。本发明专利技术仅需N次启停机即可完成N个滚筒的动平衡操作，提高了效率，而且与逐个平衡相比，其平衡效果更高，能有效降低以传动为媒介多滚筒相互的振动干扰。有效降低以传动为媒介多滚筒相互的振动干扰。有效降低以传动为媒介多滚筒相互的振动干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种单测点多滚筒同时动平衡方法和系统


[0001]本专利技术属于联合收获机脱粒滚筒动平衡
，尤其涉及一种单测点多滚筒同时动平衡方法和系统。

技术介绍

[0002]旋转机械在农用机械中被广泛使用，有研究表明旋转机械的振动问题有70％是由动平衡引起的，旋转机械的不平衡会导致轴承的磨损、轴的变形与裂纹，降低零件的使用寿命，产生振动与噪声，影响整机的可靠性。脱粒滚筒是联合收获机进行脱粒分离的主要工作部件，工作转速较高，所以脱粒滚筒的动平衡校正十分重要。现场动平衡技术是滚筒在它本身的轴承和机架上，而不是在动平衡机上进行的动平衡技术，脱粒间隙中存在的石块和物料堵塞经常造成脱粒滚筒齿杆的变形，齿的磨损，在后期齿杆和齿的更换后，滚筒的动平衡状态发生改变，现场动平衡技术不必拆卸滚筒，在整机上就可以完成滚筒动平衡的校正，在设备的后期检测与维修中起着重要作用。
[0003]目前国内外在空间异面交错滚筒系统现场动平衡的技术的研究上缺乏成熟的理论指导与实验验证，脱粒系统各个部件在装配至整机前，已经在动平衡机上做过动平衡，将各个部件装配至整机时，单个部件如皮带轮、链轮等传动件带来的剩余不平衡量在装配中逐级传递和放大，影响脱粒滚筒装配后的质心位置，进而影响装配后脱粒滚筒整体初始不平衡量，所以平衡好的滚筒装配成整机后在运转时仍可能发生强烈振动。脱粒滚筒在安装到整机时，由于纵轴流滚筒结构尺寸较大，支承点标高校准较为困难，不可避免的会出现安装误差，会对机器振动发生很大影响，与动平衡机上的情况完全不同。
[0004]大喂入量联合收获机脱粒系统的结构独特，故障激励源多，传动方式复杂，如果其中一个脱粒滚筒存在不平衡量而产生其基频处的振动，就会通过机架传递给另外一个滚筒，滚筒之间的振动就具有了相互耦合的作用和影响。脱粒系统的回转运动还会与传动系统的横向振动产生耦合，具有噪声大、非平稳、非线性的特点，使得联合收获机脱粒滚筒的动平衡技术相对于其他旋转机械更加复杂。现有的动平衡技术难以适应大喂入量联合收获机脱粒系统的空间异面交错结构的三维传递特征。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本专利技术提供一种单测点多滚筒同时动平衡方法和系统，降低了联合收割机脱粒滚筒在装配和使用过程中产生的不平衡振动，改善了传统动平衡手段平衡多转子系统时操作过程繁琐，效果差的情况。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种单测点多滚筒同时动平衡方法，包括以下步骤：
[0008]获取滚筒的振动信号和转速信号：将一个振动传感器和一个转速传感器安装在其中一个滚筒A处，开机通过振动传感器测定多个滚筒的耦合振动信号，通过转速传感器测定滚筒A的转速信号作为基准信号；
[0009]获取多个滚筒的基频振动信号：将多个滚筒的耦合振动信号、滚筒A的转速信号和多个滚筒间的传动比输入至微处理器的单测点多滚筒动平衡算法模块中，计算获得多个滚筒的基频振动信号；
[0010]添加试重记录每个滚筒试重质量和相位：停机，在每个滚筒上同时添加试重，记录试重质量和相位；
[0011]计算每个滚筒所需的配重质量和相位：再次开机获得添加试重后的多个滚筒的振动信号，根据单测点多滚筒动平衡算法模块中的单测点多滚筒动平衡算法，计算得到多个滚筒的基频振动信号，所述基频振动信号中包括振动幅值和相位，根据影响系数法计算每个滚筒所需的配重质量和相位；
[0012]动平衡操作：根据每个滚筒所需的配重质量和相位，同时对多个滚筒进行动平衡操作。
[0013]上述方案中，所述单测点多滚筒动平衡算法模块的操作具体包括如下步骤：
[0014]获得各个滚筒的转速信号：根据多个滚筒间的传动比和滚筒A的转速信号生成另外几个滚筒的虚拟转速信号；
[0015]得到各个滚筒基频振动幅值和相位：将振动信号与多个滚筒的转速信号输入至自适应多重滤波器，得到各个滚筒基频振动幅值和相位。
[0016]所述自适应多重滤波器的操作具体包括如下步骤：
[0017]获得整周期振动信号及长度：将振动传感器获得的振动信号与各个滚筒转速信号进行整周期截断，获得互相关分析所需要的整周期截断的振动信号及长度；
[0018]低通滤波处理：将整周期截断后的振动信号通过低通滤波器处理，去掉高频振动信号，得到低通滤波后的振动信号，并对低涌滤波器产生的幅值和相位偏移进行线性修正；
[0019]得到各个滚筒基频振动幅值和相位：根据各个滚筒的基频频率和整周期信号长度，生成正弦波和余弦波分别与低通滤波后的振动信号进行互相关计算，得到各个滚筒基频振动幅值和相位。
[0020]进一步的，所述虚拟转速信号通过以下步骤生成：
[0021]滚筒之间具有传动关系，以滚筒A和滚筒B为例，根据滚筒的转速比构造出其余滚筒的虚拟转速信号，其中转速传感器生成的基准信号相位为虚拟基准信号的相位为滚筒A的转速为n
A
，滚筒B的转速为n
B
。
[0022]进一步的，所述整周期截断具体为：将所有的转速信号通过阈值检测，对超过阈值的数据点进行定位，找到基准信号数组中超过阈值的数据点的位置并形成一个定位数组，通过基准信号的定位数组的时间节点，去截取振动信号。
[0023]进一步的，所述低通滤波器选择Butterworth无限长冲激响应滤波器。
[0024]一种实现所述单测点多滚筒同时动平衡方法的系统，包括振动传感器、转速传感器和微处理器；
[0025]所述振动传感器用于测定多个滚筒的耦合振动信号；
[0026]所述转速传感器用于测定滚筒A的转速信号作为基准信号；
[0027]所述微处理器包括单测点多滚筒动平衡算法模块，所述单测点多滚筒动平衡算法
模块用于根据多个滚筒间的传动比和滚筒A的转速信号生成另外几个滚筒的虚拟转速信号，将振动信号与多个滚筒的转速信号输入至自适应多重滤波器，得到各个滚筒基频振动幅值和相位；所述自适应多重滤波器将振动传感器获得的振动信号与各个滚筒转速信号进行整周期截断，获得互相关分析所需要的整周期截断的振动信号及长度，将整周期截断后的振动信号通过低通滤波器处理，去掉高频振动信号，得到低通滤波后的振动信号，并对低涌滤波器产生的幅值和相位偏移进行线性修正，根据各个滚筒的基频频率和整周期信号长度，生成正弦波和余弦波分别与低通滤波后的振动信号进行互相关计算，得到各个滚筒基频振动幅值和相位。
[0028]上述方案中，还包括显示器；所述显示器与微处理器连接。
[0029]上述方案中，还包括供电单元；所述供电单元分别与振动传感器、转速传感器和微处理器连接。
[0030]上述方案中，所述转速传感器为光电转速传感器；所述振动传感器为加速度传感器。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032]本专利技术降低了联合收割机脱粒滚筒在装配和使用过程中产生的不平衡振动，改善了传统动平衡手段平衡多转子系统时操作过程繁琐，效果差的情况。
附图说明
[0033本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单测点多滚筒同时动平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：获取滚筒的振动信号和转速信号：将一个振动传感器和一个转速传感器安装在其中一个滚筒A处，开机通过振动传感器测定多个滚筒的耦合振动信号，通过转速传感器测定滚筒A的转速信号作为基准信号；获取多个滚筒的基频振动信号：将多个滚筒的耦合振动信号、滚筒A的转速信号和多个滚筒间的传动比输入至微处理器的单测点多滚筒动平衡算法模块中，计算获得多个滚筒的基频振动信号；添加试重记录每个滚筒试重质量和相位：停机，在每个滚筒上同时添加试重，记录试重质量和相位；计算每个滚筒所需的配重质量和相位：再次开机获得添加试重后的多个滚筒的振动信号，根据单测点多滚筒动平衡算法模块中的单测点多滚筒动平衡算法，计算得到多个滚筒的基频振动信号，所述基频振动信号中包括振动幅值和相位，根据影响系数法计算每个滚筒所需的配重质量和相位；动平衡操作：根据每个滚筒所需的配重质量和相位，同时对多个滚筒进行动平衡操作。2.根据权利要求1所述的单测点多滚筒同时动平衡方法，其特征在于，所述单测点多滚筒动平衡算法模块的操作具体包括如下步骤：获得各个滚筒的转速信号：根据多个滚筒间的传动比和滚筒A的转速信号生成另外几个滚筒的虚拟转速信号；得到各个滚筒基频振动幅值和相位：将振动信号与多个滚筒的转速信号输入至自适应多重滤波器，得到各个滚筒基频振动幅值和相位。3.根据权利要求2所述的单测点多滚筒同时动平衡方法，其特征在于，所述自适应多重滤波器的操作具体包括如下步骤：获得整周期振动信号及长度：将振动传感器获得的振动信号与各个滚筒转速信号进行整周期截断，获得互相关分析所需要的整周期截断的振动信号及长度；低通滤波处理：将整周期截断后的振动信号通过低通滤波器处理，去掉高频振动信号，得到低通滤波后的振动信号，并对低涌滤波器产生的幅值和相位偏移进行线性修正；得到各个滚筒基频振动幅值和相位：根据各个滚筒的基频频率和整周期信号长度，生成正弦波和余弦波分别与低通滤波后的振动信号进行互相关计算，得到各个滚筒基频振动幅值和相位。4.根据权利要求2所述的单测点多滚筒同时动平衡方法，其特征在于，所述虚拟转速信号通过以下步骤生成：滚筒之间具有传动关系，以滚筒A和滚筒B为例，根据滚...

【专利技术属性】
技术研发人员：于治武，李耀明，唐忠，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：