一种丝杠副、导轨副性能退化的图示化分析方法

摘要

一种丝杠副、导轨副性能退化的图示化分析方法，它将丝杠副或导轨副测量出的振动信号沿丝杠副或导轨副分成若干段，并对各段信号分别进行特征提取，再将提取的特征值与性能完好的新丝杠副或导轨副及故障丝杠副或导轨副进行归一化比较，并将归一化比较的数据以切片性能退化层析图的图示方式直观的显示出丝杠副或导轨副各段的性能退化程度；也可通过对切片层析图内圈外圈面积的百分比定量的给出其性能退化程度。从而实现了丝杠副、导轨副性能退化程度在各段的分布情况，定位出丝杠副、导轨副发生故障的部位，在使用时可避开该故障部位，以保证工件加工质量，同时延长了丝杠副、导轨副的使用寿命，在设计时，可针对易发故障部位采取相应的强化设计措施，以提高其性能及使用寿命。

主权项

1.一种丝杠副性能退化的图示化分析方法，其步骤是：a、信号采集：安装在新丝杠副的丝母上的振动传感器，通过数据采集设备将丝母从丝杠一端运动到另一端过程中，新丝杠副的振动信号s₁传输给计算机，由计算机实时记录该信号s₁；将新丝杠副更换为同规格的故障丝杠副，重复以上操作，得到故障丝杠副的振动信号s₂；再将故障丝杠副更换为同规格的待评估丝杠副，再次重复以上操作，得到待评估丝杠副的振动信号s₃；b、信号细分：将记录的新丝杠副、故障丝杠副、待评估丝杠副的振动信号s₁、s₂、s₃都分成m段，其中，每段为一个或多个导程对应的振动信号；c、特征提取：用时域分析和/或频域分析和/或时频域分析方法对振动信号s₁、s₂、s₃进行分析，分别提取出三个丝杠副振动信号的特征：新丝杠副的特征矩阵T₁＝{t_1jk}(j＝1，2，…，m；k＝1，2，…，n)；所述的t_1jk为新丝杠副第j段振动信号中提取出的第k个特征的值；故障丝杠副的特征矩阵T₂＝{t_2jk}(j＝1，2，…，m；k＝1，2，…，n)；所述的t_2jk为故障丝杠副第j段振动信号中提取出的第k个特征的值；待评估丝杠副的特征矩阵T₃＝{t_3jk}(j＝1，2，…，m；k＝1，2，…，n)；所述的t_3jk为待评估丝杠副第j段振动信号中提取出的第k个特征的值；上述的n为从各个丝杠副的振动信号中提取的特征的个数；d、特征归一化：取新丝杠副的特征矩阵T₁＝{t_1jk}中第k列的最小值作为第k个特征的最小值t_min k，取故障丝杠副的特征矩阵T₂＝{t_2jk}中第k列的最大值作为第k个特征的最大值t_max k；计算待评估丝杠副归一化特征矩阵T₃’＝{t_3jk’}，其中，且若计算出的时，则令e、切片层析图的绘制：e1、绘制一个正n边形，连接正n边形的中心与n个顶点，正n边形的中心表示归一化特征的最小值0，正n边形的第k个顶点表示第k个归一化特征的最大值1；将待评估丝杠副归一化特征矩阵T₃’中的第1行第k列元素t’_31k分别标注在正n边形中心与第k个顶点的连线上，该标注点距离中心的距离等于该归一化特征的值，将这n个标注点依次连接起来构成封闭的n边形，该封闭n边形与正n边形即构成待评估丝杠副第1段切片的性能退化层析图，而该封闭n边形与正n边形的面积的百分比即为待评估丝杠副第1段切片的性能退化程度；e2、将待评估丝杠副归一化特征矩阵T₃’中的第1行第k列元素t’_31k，替换为第j行第k列元素t’_3jk，重复以上操作，即可得到待评估丝杠副第j段切片的性能退化层析图，而该封闭n边形与正n边形的面积的百分比即为待评估丝杠副第j段切片的性能退化程度；e3、不断重复e2步骤的操作，直至得到待评估丝杠副所有段的切片层析图；即可在一张总图上同时显示出待评估丝杠副各段的性能退化程度。