Como prever o desempenho dos cilindros? Manutenção preditiva com base em sinais de vibração

Como atuador principal dos sistemas de automação industrial, a confiabilidade dos cilindros afeta diretamente a eficiência da produção. De acordo com as estatísticas, 35% de sistema pneumático As falhas são causadas pelo desgaste do cilindro e as falhas repentinas podem fazer com que as linhas de produção percam dezenas de milhares de yuan por hora. A manutenção regular tradicional tem o risco de excesso de manutenção ou inspeções perdidas, enquanto a manutenção preditiva com base em sinais de vibração pode capturar com precisão sinais precoces de desgaste e obter intervenção precoce de falhas.

1. Mecanismo de geração de sinais de vibração do cilindro

Fontes de vibração típicas

Desgaste do selo do pistão: dano ao anel de vedação causa vazamento de ar comprimido, causando movimento instável do pistão (frequência: 10-100Hz)

Liberação da manga-guia: Excedendo a tolerância correspondente faz com que a haste do pistão balance (Frequência característica: 50-300Hz)

Falha da válvula tampão: o escape ruim produz flutuações de pressão de alta frequência (faixa de frequência: 500-2000Hz)

Parâmetros característicos do sinal de vibração

2. Três métodos principais de diagnóstico de vibração

Método 1: Método de análise de recursos do domínio do tempo

Cenário aplicável: Triagem rápida de anormalidades precoces

Indicadores -chave:

Valor RMS (quadrado médio raiz): 20% acima do valor da linha de base é um aviso precoce

Fator de pico (CF):> 3,5 indica o desgaste do impacto

Etapas de operação:

Instale um sensor de aceleração de três eixos no ponto médio do golpe do cilindro

Colete dados de vibração para 10 ciclos de trabalho

Calcule o escore z de CF e RMS (alarme se ele se desviar da linha de base por 3σ)

Método 2: Tecnologia de desmodulação do envelope de domínio de frequência

Cenário aplicável: localize com precisão componentes com defeito

Princípio técnico: extraia o sinal de modulação através da transformação de Hilbert e separe a frequência característica do rolamento/selo

Processo de diagnóstico:

A frequência de amostragem é definida como 5kHz

A análise do espectro do envelope é realizada na banda de frequência de 200-800Hz

Identifique frequências características:

Velocidade da haste do pistão × número de bolas (falha do rolamento)

Par de passagem de fricção de vedação (desgaste de vedação)

Dados medidos: Um cilindro de máquinas de embalagem possui uma banda lateral a 125Hz, que é diagnosticada como desgaste da manga -guia (a vibração é reduzida em 62% após o reparo).

Método 3: Diagnóstico inteligente de aprendizado de máquina

Cenário aplicável: monitoramento de cluster de vários cilindros

Arquitetura de modelo:

Camada de entrada: segmento de vibração 1S (incluindo recursos do domínio do domínio do tempo)

Camada oculta: rede LSTM de 3 camadas (128 unidades de memória)

Camada de saída: classificação do tipo de falha (precisão> 92%)

Caminho de implementação:

Colete dados históricos (500 grupos de status normal/desgaste cada)

Melhoramento de dados (adicione ruído gaussiano para melhorar a generalização)

Módulo de computação de borda de implantação

3. Guia de construção do sistema de diagnóstico

Recomendações de seleção de hardware