本文關(guān)鍵詞：高速軸承打滑蹭傷模擬試驗(yàn)臺(tái)的研究

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【摘要】：在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、高速切削機(jī)床等設(shè)備中,高速滾動(dòng)軸承作為一種關(guān)鍵核心零部件,其可靠性直接決定了整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的工作性能。打滑蹭傷是高速滾動(dòng)軸承常見(jiàn)的失效形式之一,然而其理論研究并不成熟,有必要借助試驗(yàn)手段開(kāi)展打滑蹭傷的機(jī)理研究。本文設(shè)計(jì)了高速軸承打滑蹭傷模擬試驗(yàn)臺(tái),以探究在各類(lèi)嚴(yán)苛工況條件下打滑對(duì)蹭傷的影響,為評(píng)估軸承的性能和改進(jìn)軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外各類(lèi)高速軸承試驗(yàn)臺(tái)調(diào)研分析的基礎(chǔ)上,提出了高速軸承打滑蹭傷模擬試驗(yàn)臺(tái)總體方案。通過(guò)分別控制兩個(gè)電主軸的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同程度打滑的模擬,同時(shí)考慮到高速滾動(dòng)軸承的嚴(yán)苛工況條件,在試驗(yàn)臺(tái)中還設(shè)計(jì)了激振載荷和高溫潤(rùn)滑系統(tǒng)。整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)由軸系結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)及測(cè)控系統(tǒng)等組成。采用SolidWorks完成了試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和三維建模,用ANSYS Workbench對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性分析。用徑向彈簧單元替代軸承,得到主軸系統(tǒng)的有限元模型。通過(guò)模態(tài)分析計(jì)算出主軸系統(tǒng)的各階固有頻率,保證在高速情況下試驗(yàn)臺(tái)能夠安全平穩(wěn)地運(yùn)行,避免共振發(fā)生。針對(duì)激振載荷,對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,得到在激振力作用下的主軸系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。采用虛擬儀器技術(shù)為試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)了測(cè)控系統(tǒng),利用LabVIEW程序和數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類(lèi)模擬信號(hào)的采集和數(shù)字信號(hào)的輸出控制,部分硬件通過(guò)LabVIEW串口通訊實(shí)現(xiàn)各類(lèi)參數(shù)的設(shè)置和控制。通過(guò)LabVIEW對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、儲(chǔ)存和分析處理,并具有監(jiān)測(cè)報(bào)警功能,實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)臺(tái)智能化控制的模擬。
【關(guān)鍵詞】：高速軸承 打滑蹭傷 激振 高溫
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的研究目的和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 國(guó)外高速軸承試驗(yàn)機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)高溫高速軸承試驗(yàn)機(jī)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 試驗(yàn)臺(tái)總體方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 高速軸承試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)指標(biāo)17-18
• 2.3 試驗(yàn)臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)18
• 2.4 軸系設(shè)計(jì)18-22
• 2.4.1 軸系布局方式19
• 2.4.2 軸系支承結(jié)構(gòu)形式19
• 2.4.3 支承軸承的選型19-20
• 2.4.4 軸承預(yù)緊20
• 2.4.5 主軸材料選取20
• 2.4.6 軸承密封20-21
• 2.4.7 軸系整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-22
• 2.5 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-24
• 2.5.1 電主軸的選型22-23
• 2.5.2 變頻器的選型23-24
• 2.6 加載系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-28
• 2.6.1 加載方式24
• 2.6.2 徑向載荷加載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-26
• 2.6.3 激振器的選型26-28
• 2.6.4 激振力加載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28
• 2.7 試樣室設(shè)計(jì)28-29
• 2.8 潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-32
• 2.8.1 常見(jiàn)潤(rùn)滑方式29-30
• 2.8.2 常溫潤(rùn)滑系統(tǒng)30-31
• 2.8.3 高溫潤(rùn)滑系統(tǒng)31-32
• 2.9 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32
• 2.9.1 軸承座設(shè)計(jì)32
• 2.9.2 底座設(shè)計(jì)32
• 2.10 本章小結(jié)32-33
• 第3章 軸系的動(dòng)態(tài)特性分析33-40
• 3.1 引言33
• 3.2 有限元方案及建模33-36
• 3.2.1 主軸系統(tǒng)有限元分析方案33
• 3.2.2 支承軸承的剛度計(jì)算33-35
• 3.2.3 有限元模型的建立35-36
• 3.3 主軸動(dòng)態(tài)特性分析36-39
• 3.3.1 主軸模態(tài)分析36-38
• 3.3.2 主軸諧響應(yīng)分析38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-54
• 4.0 引言40
• 4.1 系統(tǒng)組成及原理40
• 4.2 主要硬件選型40-44
• 4.2.1 傳感器的選擇40-43
• 4.2.2 數(shù)據(jù)采集卡的選擇43-44
• 4.2.3 溫控儀的選擇44
• 4.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)44-53
• 4.3.1 虛擬儀器簡(jiǎn)介44-45
• 4.3.2 LabVIEW簡(jiǎn)介45
• 4.3.3 前面板模塊45-46
• 4.3.4 數(shù)據(jù)采集控制模塊46-51
• 4.3.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊51
• 4.3.6 振動(dòng)信號(hào)分析模塊51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果60

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本文編號(hào)：795694