[发明专利]打纬机构轴承间隙的时频曲线测量方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及织机领域的一种打纬机构测量方法和装置，具体而言，涉及一种打纬机构轴承间隙的时频曲线测量方法及其装置。

背景技术

当喷气织机的转速大于800转/分时，打纬机构运动的稳定性变得很重要。织机高速转动，钢筘一分钟往复摆动800次，摆动三角形要求非常清淅。若打纬机构存在较大间隙，摆动三角形变得不清淅，尤其在前后心的位置上，摆动三角形两条边明显抖动。

打纬机构中最易磨损的轴承是滑动轴承，存在间隙的机构输出信号是非平稳信号，信号的功率谱是时变函数。刚出厂新机的机构输出加速度信号呈现平滑性，使用一年后输出信号已充满着高频脉冲，磨损的轴承产生的间隙是脉冲的原因之一。有了间隙相当于机构增加了自由度，运动具有不确定性，表现为输出信号是非平稳信号，在下一个回转周期信号有一些变化，采用时频分析方法可以描述打纬机构的加速度信号的频谱含量是怎样随曲轴转角变化的。

傅立叶变换是一种整体变换，描述信号或完全在时域，或完全在频域。在频域表示的功率谱并不能描述信号中某频率分量出现的时刻及其随时间的变化。短时傅立叶变换广泛应用在故障诊断的信号分析和处理中。短时傅立叶变换是时频分析的一种，短时傅立叶变换用一个时间宽度足够窄的固定的窗函数乘时间信号，使取出的信号可以被看成平稳的，然后对取出的这一段信号进行傅立叶变换，便可以反映出该时间宽度中的频谱变化规律，让这个固定的窗函数沿着时间轴移动，可以得到信号频谱随时间变化的规律。

对于许多信号，仅用时域或频域里的各种方法去分析往往不能揭示信号内部的局部特征和信息。打纬机构滑动轴承磨损产生间隙故障时，其加速度信号除存在幅值调制外，还存在频率调制现象。在机构使用早期，轴承间隙较小，频率调制比幅值调制明显，从频率变化角度就能诊断；当轴承间隙较大时，频率的变化在一定程度上被幅值变化淹没。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种打纬机构轴承间隙的时频曲线测量方法及其装置，采用时频分析方法研究摇轴的加速度信号，并描述信号的频谱分量是怎样随曲柄转角变化的。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种打纬机构轴承间隙的时频曲线测量方法，通过测量筘座脚上的加速度信号，将所述加速度信号经处理后传送至带有短时傅立叶变换功能的信号分析仪，同时所述信号分析仪输入一时序信号，信号分析仪得出时域曲线和频域曲线，并通过显示屏显示输出。

进一步的，所述加速度信号经过载荷放大器处理后一路直接输出到所述信号分析仪，另一路通过频域信号前处理器再输出到所述信号分析仪。

进一步的，所述时序信号为与织机主轴转速相关的时序信号。

一种打纬机构轴承间隙的时频曲线测量装置，包括设置在筘座脚上的加速度传感器，所述加速度传感器连接有载荷放大器，载荷放大器分别与带有短时傅立叶变换功能的信号分析仪及频域信号前处理器相连，所述频域信号前处理器连接于所述信号分析仪；所述信号分析仪连接有一时序信号控制装置。

优选的，所述信号分析仪连接有显示屏。

进一步的，所述时序信号控制装置包括织机主轴上设置的编码器，所述编码器采集的信号依次通过取样时间窗、控制板传送至所述信号分析仪；所述控制板设有数据预设，控制信号的记录时序和取样周期。

进一步的，所述频域信号前处理器包括短时时间尺度的选择窗和海宁窗。

本发明的有益效果是:

1、时频分析方法可以精确提取轴承间隙信号的瞬时频率，时频分析是一种能将频谱随时间的演变关系明确表现出来的手段。

2、运用短时傅立叶分析（STFT）弥补傅立叶分析时域和频域完全分离的缺陷，将时频两域联合起来对信号进行分析，能同时考虑到两个方面的性能，在时频平面上，可以精确地定位在某一时刻出现了哪些频率分量。

3、在短时傅立叶分析前，对信号进行加窗，再对加窗后的信号进行傅立叶变换，得到信号在局部区域的频谱。前处理器包括两个窗，第一个窗选定短时傅立叶分析的短时的宽度，第二个窗是海宁窗，减少泄漏。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：