[發明專利]供輸彈機構裝配質量的聲振監測與缺陷定位方法

有效

• 申請號: 201710368922.1
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107024141B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 潘宏俠;潘銘志;許昕;田園;張玉學;安邦
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: F41A31/00
• 分類號: F41A31/00
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 胡新瑞

本發明公開一種利用結構振動響應信號分析并確定供輸彈系統構件損傷類故障的方法，根據對不同結構的供輸彈系統常見缺陷故障或可能的潛在裝配質量問題的分析，初步確定激勵和響應點位置，要求所形成的跨點導納（跨點頻響函數）能夠覆蓋可能的缺陷與故障，對實時采集的供輸彈系統構件的激勵信號、振動與聲壓響應信號，做出供輸彈機構的多個跨點導納，分析結構各跨點導納中的頻率值、阻尼信息及其變化規律，提取敏感的故障特征信息，運用PSO理論和方法，對復雜供輸彈系統沖擊振動響應信號的特征參量提取技術與特征參量集進行優化，從而進行供輸彈機構裝配質量監測與缺陷故障定位定量；本發明可廣泛用于供輸彈系統由于裝配質量引起故障的在線診斷。

技術領域

本發明一種供輸彈機構裝配質量的聲振監測與缺陷定位方法，屬于自動供輸彈系統故障診斷技術領域。

背景技術

新形勢部隊加大了訓練的力度，各種武器裝備經歷了前所未有的考驗，裝備在使用過程中逐漸暴露出設計中的問題，使用者與設計者之間的不相協調的問題終將暴露出來。艦炮、坦克炮、自行火炮等各種中大口徑火炮普遍被要求加大火力密度，供輸彈系統的射速不斷提高，使得各機構的動作要在動態條件下完成交接彈，增加了機構運動的不可靠性。在供輸彈系統研制過程中，零部件加工制造的局部質量問題，包括材料缺陷、尺寸公差積累，都會在裝配成形后展現出來。供輸彈系統在使用了一段時間后，特別是大載荷的射擊試驗以后容易出現松動和變位情況，改變了原始的裝配狀態，機構運動性能變差導致了缺陷故障、停射甚至卡滯。裝備的可靠性問題逐漸突出出來，引起軍方和工業部門的高度關注。

供輸彈機構裝配質量與缺陷的定位定量診斷的目標在于判斷其是否處于正常狀況，若出現異常，分析缺陷產生的原因、部位以及嚴重程度，并預測發展的趨勢；通過分析在執行機構和驅動裝置上測得的沖擊、振動和聲響應的大小和變化規律，做出跨點頻率響應曲線，進一步提取信號特征、分類識別缺陷，探究其程度和發生的部位。供輸彈系統多使用于中大口徑火炮系統，射速相對于高速自動機來說較低，結構復雜，例如某大口徑艦炮供輸彈系統包括輸彈、揚彈、擺彈、轉彈、推彈、抽殼等幾個大的運動，各運動機構連續轉換，各機構主要是串聯式結構，大小零件數千多個，裝配關系極其復雜，拉桿的微小尺寸變化，會在后續運動中被放大，形成運動卡滯因素；零件間連接的松緊程度不但影響各機構組成系統的固有特性，也影響彈藥的運動響應特性，成為供輸彈執行機構故障的誘發因素。利用多個跨點之間的傳遞關系，特別是彈藥在幾個典型運動之間轉換時的傳遞特性，進行火炮供輸彈機構運行時的裝配質量和缺陷診斷，是充分利用結構固有特性變化進行故障診斷的經典應用，其適用性主要是。

（1）從裝備使用來講，由于自動供輸彈系統較為復雜，構件大且緊湊，不易拆卸，故障部位不易察覺，通常只能看到彈藥卡滯、射擊停止的結果，很難確定故障部位和程度，找準故障根源，實行射擊前的在線測試和裝配質量診斷有重要的實際意義。

（2）從供輸彈機構原理、研制生產過程和零部件裝配關系來看，自動供輸彈系統機（結）構復雜緊湊，高度集成，包括動力驅動、機械機構傳動和機電系統檢測控制幾個方面，相互配合稍有差異便會停射卡滯，早期裂紋更是難以發現，甚至會造成安全事故。自動供輸彈系統構件較大，裝配制造工藝容易出現多種缺陷，進行射前在線檢測裝配質量可以及早發現問題，避免射擊過程中出現卡彈等故障。

（3）供輸彈機構的多跨點傳遞函數（頻響函數）是系統的固有特性，供輸彈機構一經裝配成型進入射前狀態，就將完全確定。一臺裝配質量良好的供輸彈系統結構固有特性可以在實彈射擊之前完整獲得，可能出現的裝配缺陷也能提前獲取其固有特性的差異并進行定量描述，其特征和規律可存儲于專用診斷裝置中，也可通過通訊接口進入供輸彈裝備的故障診斷系統中。診斷模型和診斷方法在供輸彈系統研制結束時已事前完成，并成為供輸彈系統的一部分，實彈射擊前按程序走一遍，即可發現裝配質量問題以便及早排除。

發明內容

本發明克服了現有技術存在的不足，提供了一種供輸彈機構裝配質量的聲振監測與缺陷定位方法，解決火炮自動供輸彈系統機構裝配質量、缺陷故障診斷中存在的技術問題。