CN104250686A - 小波频谱分析振动时效装置 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案涉及一种小波频谱分析振动时效装置：所诉装置由压电传感器、激振电机、激振控制器、小波频谱分析控制器、以及显示器、打印机和键盘等构成；本装置通过小波分析变换，有效地从信号中提取信息，同时通过伸缩和平移等运算功能，对函数或信号进行多尺度的细化分析，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，从而可聚焦到信号的任意细节，再结合快速傅立叶变换，达到分解信号并提取不同频率成分的目的，找出工件的几十种谐波频率，在这几十种谐波频率中优选出对消除工件残余应力效果最佳的5种不同振型的谐波频率进行时效处理，从而达到多维消除应力提高尺寸精度稳定性的目的。

Description

小波频谱分析振动时效装置

技术领域

本发明技术方案涉及全自动振动消除应力技术，具体为一种小波频谱分析振动时效装置

背景技术

消除残余应力是机械制造的一项基础工艺，目的是防止金属工件变形、开裂。目前国内外普遍采用“热时效”的方法，这种方式能源消耗巨大，污染严重。而小波频谱振动时效装置可取代以“热时效”消除应力，较之传统的“热时效”，可节约能源95％以上，减少成本90％，且零排放。该技术在航空、航天、兵器、船舶、机床、汽车、风电等一些重要领域都有众多成功的应用案例，不仅成为解决国防工业一些制约产品制造难题的关键技术，而且还大幅度的节省了成本，减少了排放。若能在整个机械制造行业得以采用，每年节约的能源换算成电可达到34座秦山核电站一期年发电量。像这样既节能又环保，既有经济效益又有社会效益的环保技术，一旦得以推广，对缓解我国乃至全球能源紧缺，减少温室气体排放将产生积极的现实意义。

目前国内现有的振动时效处理设备存在褚多不足，采用原有基波共振时效处理方法，在受振金属工件中传播的是低频共振波，由于振型单一、工件振幅大，激振电机输出功率大，而工件用作消除应力所吸收的有用功却较低，呈多维分布的残余应力并未得到完全彻底消除，且存在工件覆盖面低、噪音大、工艺方案人为因素干预较多，应力消除效果不稳定和无法鉴定效果等缺陷，本项目研究设计出一种新型小波频谱谐波时效处理设备，主要由用于小波频谱谐波分析的主控制器、压力传感器、激振控制器和激振电机等组成。主控制器采用傅立叶频谱快速分析(FFT)技术和小波分析技术，直接识别由压力传感器采集来自工件的振动谐波信号，并从中优选出最大吸收谐波能量的各低次谐波频率，快速产生出稳定的多振型谐波激振频率信号，作用于激振器中的变频器，以不同的激振转速频率驱动激振电机稳定运转，使工件受激振动，产生一系列回应振动波；这些不同频率的振动波，在工件表面和内部传播，可使内部的应力逐渐得到释放或被均化。适应了高强度和高刚性工件需求，扩大了该时效设备的应用范围。该设备对工件时效处理全过程进行自动控制，实现自动扫频、信号波形自动分析、识别、判峰和对工件进行多振型谐波激振处理，并对已处理工件的振动时效效果进行检测、明确判断和打印出处理结果。

发明内容

本发明针对以上技术问题提供一种高效、快速的小波频谱分析振动时效装置。

本发明的具体技术方案如下：

小波频谱分析振动时效装置，所诉装置由压电传感器、激振电机、激振控制器、小波频谱分析控制器、以及显示器、打印机和键盘等构成；本装置通过小波分析变换，有效地从信号中提取信息，同时通过伸缩和平移等运算功能，对函数或信号进行多尺度的细化分析，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，从而可聚焦到信号的任意细节，再结合快速傅立叶变换，达到分解信号并提取不同频率成分的目的，找出工件的几十种谐波频率，在这几十种谐波频率中优选出对消除工件残余应力效果最佳的5种不同振型的谐波频率进行时效处理，从而达到多维消除应力提高尺寸精度稳定性的目的。

附图说明

附图为小波频谱分析振动时效装置的结构图；

其中，1——被处理工件、2——激振电机、3——激振控制器、4——键盘小波频谱分析控制器、5——小波频谱分析控制器、6——显示器、7——压电传感器、8——压电传感器、9——打印机

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明。

小波频谱分析振动时效装置由1——被处理工件、2——激振电机、3——激振控制器、4——键盘小波频谱分析控制器、5——小波频谱分析控制器、6——显示器、7——压电传感器、8——压电传感器、9——打印机构成；

被处理工件1安放在减振工作台上，激振电机2亦固定安装在减振工作台上，激振控制器3和激振电机2并列安放，并连接到小波频谱分析控制器5内；显示器6和打印机9安置在小波频谱分析控制器5内，压电传感器7、8一端放在工件1上，另一端连接在小波频谱分析控制器5上，工作时，压电传感器7、8采集工件1的振动谐波信号，进入小波频谱分析控制器5内，通过控制器5内的傅立叶频谱快速分析(FFT)技术和小波分析技术等电子元件，进行伸缩和平移等运算功能，对函数或信号进行多尺度的细化分析，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，从而可聚焦到信号的任意细节，再结合快速傅立叶变换，达到分解信号并提取不同频率成分的目的，从中优选出最大吸收谐波能量的各低次谐波频率，快速产生对消除工件残余应力效果最佳的5种不同振型的谐波频率，通过激振控制器3使激振电机2振动被处理工件1，从而达到快速时效处理。

Claims (1)

1.一种小波频谱分析振动时效装置：所诉装置由压电传感器、激振电机、激振控制器、小波频谱分析控制器、以及显示器、打印机和键盘等构成；其特征在于被处理工件安放在减振工作台上，激振电机亦固定安装在减振工作台上，激振控制器和激振电机并列安放，并连接到小波频谱分析控制器内；显示器、打印机和键盘安置在小波频谱分析控制器内，压电传感器一端放在工件上，另一端连接在小波频谱分析控制器上，工作时，压电传感器采集工件的振动谐波信号，进入小波频谱分析控制器内，通过控制器内的傅立叶频谱快速分析(FFT)技术和小波分析技术等电子元件，进行伸缩和平移等运算功能，对函数或信号进行多尺度的细化分析，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，从而可聚焦到信号的任意细节，再结合快速傅立叶变换，达到分解信号并提取不同频率成分的目的，从中优选出最大吸收谐波能量的各低次谐波频率，快速产生对消除工件残余应力效果最佳的5种不同振型的谐波频率，通过激振控制器使激振电机振动被处理工件，从而达到快速时效处理。