[实用新型]一种快速判峰的振动时效系统

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及振动时效技术领域，具体涉及一种对机械工件进行振动时效的判峰过程中，通过对采集到的数据进行分析得到振动峰值然后根据分析结果对工件进行振动时效的系统。

【背景技术】

振动时效是机械加工行业中用于消除机械工件内部残余应力的一种工艺，是通过振动时效设备的控制系统控制固定于工件上的激振器带动工件振动。

判峰方法是振动时效系统寻找工件固有频率(共振频率)及谐振频率的方法。常规振动时效系统的判峰方法是使激振器从最低转速缓慢升到最高转速(这一过程称为扫频)，数据采集电路通过振幅传感器采集工件受迫振动下的振幅，通过分析振幅-转速曲线的极值点来判断工件的共振峰和谐振峰(工件的固有频率和谐振频率对应的振幅-转速曲线上的极值点分别称为共振峰和谐振峰)，这是传统的判峰方法，是在时域进行的。使用这种时域判峰方法的时效设备一般具有以下缺点：

一、常规振动时效设备扫频时一般从激振器的最低转速缓慢升到最高转速，进行扫频耗费时间较长(一般需要3-6分钟，如果再进行二次扫频以判断时效的效果时，时间加倍)，这样在进行大批量工件的振动时效时，严重影响工作效率，并且振动时效设备工作时间较长，会导致电力资源的浪费，振动时效设备本身的使用寿命缩短等问题；另外，操作人员也要忍受长时间的噪声。

二、对于大型工件，采用常规的判峰方法的振动时效设备通常可以分析出工件的共振频率和谐振频率。而对于小型工件，情况则不然。一方面，由于小型工件的刚性一般都比较大，扫频的时候，在不同的激振器转速下工件的受迫振动振幅值差异不大，导致用常规的判峰方法很难找到可以进行时效的共振峰或者谐振峰；另一方面，连接在小型工件上的激振器在扫频时容易导致工件整体随着激振器进行振动，这样振幅传感器采集回来的振幅值就不准确，有可能误判共振频率，致使振动时效不能达到预期的效果。

三、对于固有频率很高的一些工件，在激振器的额定转速范围内(一般小于12000转/秒)，用常规的扫频方式，不能得到可以进行时效的共振峰或者谐振峰。

针对上述问题，我们尝试采用傅立叶变换进行频域判峰。传统的信号分析是建立在傅立叶变换的基础之上的。虽然傅立叶变换能够将信号的时域特征和频域特征联系起来，能分别从信号的时域和频域观察信号，但却不能把二者有机地结合起来。由于傅立叶分析使用的是一种全局的变换，要么完全在时域，要么完全在频域，因此无法表述信号的时频局域性质，而这种性质恰恰是非平稳信号最根本和最关键的性质。本系统的振幅信号就是一种非平稳的瞬变信号，仅从时域或频域上来分析是不够的。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种在判峰过程中使用小波分析方法的振动时效系统，它能够解决现有振动时效技术中存在的扫频时间长、对小型工件判峰不准确、有时甚至无法找到峰值、傅立叶变换不能同时提供时域特征和频域特征等问题。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案为提供了一种快速判峰的振动时效系统，所述振动时效系统包括：激振器单元、振幅检测单元、下位机和上位机，其中，所述激振器单元中的激振器和所述振幅检测单元中的振幅传感器安装在被测工件上，所述激振器单元中的激振器控制器与所述下位机连接，所述下位机与所述上位机连接，所述振幅检测单元中的振幅传感器与所述上位机连接。

根据本实用新型的一优选技术方案：所述上位机为数据处理终端。

根据本实用新型的一优选技术方案：所述下位机可以通过串口、USB接口或无线通讯方式与所述上位机连接。

根据本实用新型的一优选技术方案：所述下位机包括MCU和电流/转速采集单元。

根据本实用新型的一优选技术方案：激振器单元包括激振器和激振器控制器，所述激振器通过所述激振器控制器与所述下位机连接。

根据本实用新型的一优选技术方案：所述振动时效系统还包括输入单元和输出单元，所述输入单元与所述上位机连接，所述上位机与所述输出单元连接。

根据本实用新型的一优选技术方案：所述输入单元为控制键或键盘。

根据本实用新型的一优选技术方案：所述输出单元包括打印机和显示器。

本实用新型的振动时效系统结构简单，采用本实用新型的技术方案后能够产生的有益效果包括：

一、减少了扫频时间，节省了能源消耗，减少了振动时效设备本身的损耗，通过激振器快速升速或者采用敲击方式使工件产生受迫振动，节省了扫频时间，在很短时间内达到了采集振幅数据，判断工件共振频率和谐振频率的目的，达到了省时、省电、减少设备损耗、降低时效时的噪音的目的。