【摘要】：摩擦力矩在精密儀器系統(tǒng)運行時會引起系統(tǒng)的波動和誤差,此外,它也是評價軸系動態(tài)性能一個重要指標。因此,對軸上摩擦力矩有個定性和定量的認識,對提高精密儀器系統(tǒng)的精度和轉(zhuǎn)軸的動態(tài)性能是非常有價值的。目前,在國內(nèi)還沒有精密軸系摩擦力矩測量的自動化設備,一般采用裝機前測量各軸承的摩擦力矩,然后再估算總的摩擦力矩。隨著我們對技術(shù)參數(shù)要求越來越高,尤其是軍工產(chǎn)品對精密軸系參數(shù)的要求在不斷提高,有必要對摩擦和摩擦力矩進行理論上的分析,并對測試方法展開研究和實踐。 本文先根據(jù)摩擦尤其是滑動摩擦與滾動摩擦的宏觀理論分析,分析并概括了摩擦力矩的影響因素,闡述了摩擦力矩的補償控制方法,接著在分析了國內(nèi)外摩擦力矩測量方法的基礎上,提出了基于虛擬儀器的摩擦力矩測試方法,并給出了兩種具體的測試方案,而且針對兩方案中的角度和轉(zhuǎn)速測量、力矩測量以及電機控制這三個部分,研究與比較了基于旋轉(zhuǎn)變壓器和旋轉(zhuǎn)編碼器的角度和轉(zhuǎn)速測量方法以及基于電機輸出力矩特性曲線和扭矩傳感器的力矩測量方法,并對電機驅(qū)動以及PID控制算法作了詳細的介紹。最后根據(jù)基于虛擬儀器的摩擦力矩測試方法,搭建了基于NI PXI-1042Q機箱、NI PXI-6251數(shù)據(jù)采集卡、低轉(zhuǎn)速交流電機、光電編碼器、扭矩傳感器的力矩測試實驗系統(tǒng),詳細闡述了基于LabVIEW和NI DAQmx的力矩測試實驗系統(tǒng)軟件的開發(fā)過程,對此測試方法作了部分驗證,得到了比較理想的結(jié)果。
【圖文】：

對于很多軸系的產(chǎn)品，它們的出廠檢驗項目中就有很重要的一項靜摩擦矩。傳統(tǒng)的用懸掛砝碼進行測量的方法，方法雖然簡單，但操作不容易控制容易產(chǎn)生沖擊，這種測量和估算的方法誤差比較大，且不太容易讀出具體的值來。張文海提出的用微力矩儀和電子秤的方法測量電機的靜摩擦力矩的方比用砝碼測量的方法更進了一步，這種方法更為簡單，測得的數(shù)據(jù)也比用砝測量的數(shù)據(jù)準確可靠。以電子秤測量的方法為例：電機軸上套力矩盤，電機殼連同V型容器放在在電子秤上，拉線在力矩盤上纏繞一周，先將電子秤零，然后緩慢上拉拉線使力矩盤旋轉(zhuǎn)，此時電子秤上對應顯示的最大負讀數(shù)乘以力矩盤半徑，就測得了電機的靜摩擦力矩[11]。微力矩儀測量的方法與之似，不同的是不是用電子秤，而是用差動變壓器和相敏放大器將摩擦力矩引彈性桿變形的信息用放大的電壓信號顯現(xiàn)出來[12]�，F(xiàn)在國內(nèi)在測量軸承的摩擦力矩方面處于領先地位的是洛陽軸研科技股有限公司，它們開發(fā)了M992B微型軸承摩擦力矩測量儀，PM99O6 摩擦力矩量儀，M9908A軸承摩擦力矩測量儀以及M695 型成對角接觸軸承摩擦力矩測儀等一系列測量軸承摩擦力矩的儀器[13]。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摩擦力矩，使用動態(tài)傳感器測量轉(zhuǎn)速可達 10000 轉(zhuǎn)每分小到 1.5mN.m，精度能達到 0.015mN.m，，儀器采用的 W它的示意圖如圖所示。當測量工作開始的時侯，電機驅(qū)動動，在摩擦力矩的作用下，被測軸的外圈也有跟著旋轉(zhuǎn)運感器則有阻止外圈旋轉(zhuǎn)運動的趨勢，當達到動態(tài)平衡時，軸的摩擦力矩。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH133.3;TG115.5

【參考文獻】

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本文編號：2604595