为从液压系统振动信号中提取有效特征进行故障诊断,针对随机噪声、端点效应和虚假分量会影响变分模态分解(VMD)的分解精度问题,提出了一种改进VMD的故障特征提取方法。首先,针对随机噪声会导致分解误差增大现象,提出了基于奇异值差分谱降噪预处理,该方法能抑制噪声对分解结果的干扰;然后,针对端点效应会导致VMD处理信号两端产生明显的飞翼现象,提出了基于支持向量回归机的端点延拓,该方法具有较高的拟合精度;最后,针对虚假本征模态函数(IMF)分量会导致VMD处理出现能量泄漏现象,提出了IMF能量熵增量的虚假分量剔除,该方法的真假分量具有区分性。仿真信号和实测液压信号分析表明:改进VMD能有效改善传统VMD方法在特征提取上的三个不足,可准确提取液压故障信号的主要特征频率,实现液压系统故障的精确诊断。

针对某型通海阀在启闭过程中瞬态噪声较大的问题,采用了在通海阀驱动液压机内设置圆柱圆锥形缓冲装置的修改方案,在保证液压机外部尺寸以及活塞行程不变的条件下,确定了缓冲柱塞安装在端盖内壁面、活塞内打孔形成缓冲腔的缓冲装置结构形式,分析了缓冲过程中的理论模型,建立了活塞速度与缓冲腔压力随活塞位移变化的关系表达式,对缓冲装置结构参数进行了优化,试验了改进样机的减振效果。结果表明,单边间隙对缓冲效果影响最大,单边间隙越小缓冲效果越好,活塞内孔距离缓冲柱塞约1 mm时开始有节流缓冲效果,设置缓冲装置后活塞的末端速度由25.4 mm/s下降到8.3 mm/s,降幅约67.3%且速度变化平缓,在10 MPa工况下,改进样机使得通海阀启动和关闭振动加速度分别下降8,12 d B,能够有效控制通海阀的启闭瞬态噪声。