[发明专利]一种基于碰撞振动的间隙检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于碰撞振动的间隙检测系统及方法，属于机械系统中零部件间隙检测领域，包括试验台和机械系统，还包括激振器、扫频信号发生器、速度传感器、数据处理系统和信号处理系统，所述扫频信号发生器与激振器电连接，所述速度传感器、数据处理系统与信号处理系统依次电连接，所述激振器固定设置在试验台上，所述激振器包括激振器主体和激振器顶杆；所述激振器顶杆与机械系统间隙一侧连接，所述速度传感器与机械系统间隙另一侧连接。本发明基于碰撞振动理论，通过采用激振器、扫频信号发生器、速度传感器、数据处理系统和信号处理系统可以实现对机械系统全方位检测，从而判定机械系统是否存在间隙。

技术领域

本发明属于机械系统中零部件间隙检测领域，具体涉及一种基于碰撞振动的间隙检测系统及方法。

背景技术

由于设计、制造或装配误差等因素影响，机械系统中各零部件间会存在间隙，另外机械系统在长期运行后，因为振动、温差或零部件疲劳等因素，机械系统各零部件间也会产生间隙，间隙在机械系统的运行会造成不利影响，使机械系统产生有害振动，增大运行噪音，降低机械运行效率，缩减机械系统寿命等。

传统的间隙检测方法主要是手工测量，采用探针法、卡尺法、电容法、电涡流法或激光等，上述的测量方法存在如下缺陷：①传统方法主要是检测某一点，无法实现对机械系统全方位检测；②无法在机械系统运行过程中进行检测。

随着碰撞振动理论的不断完善以及在检测领域的逐步应用，通过施加振动检测间隙的方法越来越受到人们的重视。

发明内容

本发明的目的在于：针对存在的问题，本发明提供一种基于碰撞振动的间隙检测系统及方法，通过对机械系统可能存在间隙的一侧施加激励，检测机械系统中可能存在的间隙未加激励端的速度是否出现与激励周期不同的多周期或无周期，从而可以判定机械系统是否存在间隙。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于碰撞振动的间隙检测系统，包括试验台和机械系统，还包括激振器、扫频信号发生器、速度传感器、数据处理系统和信号处理系统，所述扫频信号发生器与激振器电连接，所述速度传感器、数据处理系统与信号处理系统依次电连接，所述激振器固定设置在试验台上，所述激振器包括激振器主体和激振器顶杆；所述激振器顶杆与机械系统间隙一侧连接，所述速度传感器与机械系统间隙另一侧连接。

基于碰撞振动理论，由于当机械系统因为螺纹松动产生间隙时，通过对间隙一侧的质量块施加周期激励，间隙两端的质量块会发生碰撞振动，从而导致间隙中未施加激励端的速度与施加激励端的质量块的速度不一致，随着激励频率增加，机械系统中的碰撞振动会出现分岔现象，从而间隙中未施加激励端的速度的出现多周期或者无周期，可以检测出机械系统是否存在间隙。

优选的，所述机械系统(1)为含有间隙的机械系统。例如可以为由双头隔离螺柱(101)连接并固定的两块木板。

基于碰撞振动的间隙检测系统的检测方法，包括以下步骤：

1)扫频信号发生器将激振频率的扫频信号传输到激振器，激振器输出激励；

2)机械系统间隙另一侧速度传感器将速度数据传输到数据处理系统；

3)分析采集的速度变化情况；

4)判定是否存在间隙。

优选的，在步骤1)激振器输出激励中，扫频信号发生器将一定频率范围的扫频信号传输到激振器，激振器按照扫频信号给出的激励频率使激振器顶杆输出相应频率的简谐激励。

优选的，所述频率范围0-300赫兹。

优选的，在步骤2)机械系统间隙另一侧速度数据处理中，速度传感器将检测到的数据传输到数据处理系统，数据处理系统记录数据，信号处理系统对数据进行处理。