基于制造技术

本发明专利技术公开了基于

【技术实现步骤摘要】
基于Mems三轴振动加速度传感器的对转桨扇轴心轨迹重构方法


[0001]本专利技术涉及一种基于
Mems
三轴振动加速度传感器的对转桨扇轴心轨迹重构方法，针对桨扇同轴对转双转子振动交叉耦合辨析困难的问题，采用
Mems
三轴振动加速度传感器实时提取桨扇发动机内外转子三个方向的原始振动信号并进行二维和三维轴心轨迹重构，实现振动的实时解耦，提高故障辨识准确度和对转双转子动平衡效率；属于双转子故障诊断领域
。

技术介绍

[0002]采用同轴对转双转子的桨扇发动机具有低油耗
、
高推进效率
、
高可靠性等方面的优势，在军用运输机
、
远程轰炸机等军工领域具有很好的应用前景
。
但桨扇发动机存在振动和噪声大的缺点
。
桨扇发动机转子的不平衡
、
不对中等会使桨扇发动机产生机械振动，易诱发轴承损伤
、
转子碰磨
、
零部件损坏等故障，不仅会降低发动机效率，甚至会导致发动机的停机或失效，对飞行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于
Mems
三轴振动加速度传感器的对转桨扇轴心轨迹重构方法，其特征在于，搭建桨扇同轴对转双转子模拟实验台，将两个
Mems
三轴振动加速度传感器分别粘接在实验台左右两端的轴承支架上，通过拍振解拍的方式将
Mems
三轴振动加速度传感器实时提取的两测点桨扇发动机内
、
外转子三个方向的原始振动信号解耦，将两测点桨扇发动机内
、
外转子水平和竖直方向的基频振动信号重构成二维轴心轨迹，在不平衡振动所产生的二维轴心轨迹中，取序列中的绝对值最大值作为椭圆长轴，通过椭圆长轴上的序列索引和采样频率，提取基频轴心轨迹主振矢相位；将两测点转子各个时刻所对应的点分别相连合成三维轴心轨迹，通过三维轴心轨迹实时判断双转子的运行状态
、
故障类型和振动大小
。2.
根据权利要求1所述的基于
Mems
三轴振动加速度传感器的对转桨扇轴心轨迹重构方法，其特征在于，该方法的具体包括以下步骤：步骤
1、
依照真实的桨扇发动机结构，搭建同轴对转双转子试验台；所述同轴对转双转子实验台的主体部分由桨扇发动机内
、
外转子组成，内转子由左右两侧的轴承支架作为支撑，外转子由安装在内转子上的两个中介轴承支撑，实验台主要由左右两侧的轴承支架固定内转子左右两侧的轴承，保证轴承
、
转子的稳定性和刚度，内转子由伺服电机二驱动
、
外转子由伺服电机一驱动；步骤
2、
在桨扇发动机内外转子模拟试验台的内外转子上分别布置光电传感器，并在桨扇发动机内外转子上贴反光条，以测量桨扇发动机内外转子的基频脉冲信号和转速频率，在左右两侧轴承支架上粘结
Mems
三轴振动加速度传感器，
X
方向为竖直，
Y
方向为水平
、Z
方向为轴向；
Mems
三轴振动加速度传感器用来采集桨扇发动机内
、
外转子三个方向原始加速度信号；步骤
3、
基于
NI
数据采集系统和
LABVIEW
开发环境，编写桨扇同轴对转双转子轴心轨迹重构程序，通过拍振解拍的方式将
Mems
三轴振动加速度传感器实时提取的两测点桨扇发动机内
、
外转子三个方向的原始振动信号解耦；步骤
4、
将两测点桨扇发动机内
、
外转子水平和竖直方向的基频信号组合成基频轴心轨迹，在基频轴心轨迹中取桨扇发动机内
、
外转子基频轴心轨迹的长轴
L
作为不平衡振动幅值，基频轴心轨迹主振矢相位
φ
作为不平衡振动相位；以左测点内转子基频轴心轨迹长轴
L1的提取过程为例，以下是左测点内转子基频轴心轨迹长轴
L1的提取过程：设
X1、Y1分别为左测点内转子水平和竖直方向的基频振动信号，将
X1、Y1组合成复函数序列
Z1，则得：
Z
1i
＝
X
1i
+iY
1i (1)i
＝
1,2,3,...
，提取序列
Z1中绝对值最大值
A1:A1＝
max{|Z
1max
|} (2)A1即为左测点内转子轴心轨迹长轴
L1的幅值，同理可得左测点外转子轴心轨迹长轴
L2，右测点桨扇发动机内
、
外转子轴心轨迹长轴
L3、L4；采用如下公式提取左测点内转子主振矢相位
φ1：由于
ω
＝2π
fndt
，其中
f
为内转子转速频率
、n
为左测点内转子基频轴心轨迹长轴上一点的序列索引，
dt
为采样间隔；左测点内转子主振矢相位
φ1表示为：
同理，左测点外转子主振矢相位
φ2、
右测点桨扇发动机内
、
外转子主振矢相位
φ3、
φ4；步骤
5、
根据转速<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立芳，王冬寒，龙昱达，鲍锐，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：