本文關(guān)鍵詞：基于動態(tài)特性分析的機床主軸箱裝配故障診斷研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機床的發(fā)展和技術(shù)水平直接反映了一個國家機械行業(yè)的發(fā)展趨勢,映射著一個國家工業(yè)化水平的高低。主軸箱作為機床的一個重要組成部分,在保證機床處于大負(fù)荷切削狀態(tài)下持續(xù)穩(wěn)定運行等方面起著重要作用。主軸箱在滿足使用要求之前,為了避免裝配過程后的故障問題,需要進(jìn)行反復(fù)的安裝調(diào)試。國內(nèi)從業(yè)人員將主要精力放在機床結(jié)構(gòu)優(yōu)化、切削性能改進(jìn)等方面上,對裝配工藝的研究不夠重視,對相關(guān)領(lǐng)域的研究也不夠深入；有的工人在機床裝配過程中也未嚴(yán)格執(zhí)行裝配工藝規(guī)程。因此,針對機床主軸箱區(qū)域的裝配故障檢測研究是很有意義的。本文以南通科技集團(tuán)的主流產(chǎn)品VCL850立式加工中心為研究對象,在充分調(diào)研南通機床現(xiàn)有裝配工藝的基礎(chǔ)上,結(jié)合南通機床在裝配方面的經(jīng)驗積累,在工況下,針對機床主軸箱的裝配故障進(jìn)行了檢測及分析,具體內(nèi)容如下：首先,對機床主軸箱區(qū)域的主要常見裝配故障類型進(jìn)行了深入調(diào)研與研究,并利用LabVIEW設(shè)計了針對主軸箱區(qū)域的測試系統(tǒng),包括：主軸的軸心軌跡測試,主軸箱區(qū)域的振動信號測試。界面便于操作,具有濾波降噪、時頻域分析、軸心軌跡測試、相位檢測、故障類型識別等功能。然后,為確定機床主軸箱不同故障所表現(xiàn)的時頻域信號特征,在轉(zhuǎn)子實驗臺上針對動不平衡、角度不對中、松動等裝配故障進(jìn)行了模擬試驗,其次對VCL850立式加工中心的主軸箱進(jìn)行了在線測試,基于模態(tài)動能法與有效獨立法的原理針對工況下的傳感器進(jìn)行優(yōu)化布置。對工況下的機床原始信號進(jìn)行降噪濾波處理,并基于兩種(SVD法、不變矩法)不同的識別方法,實現(xiàn)了主軸箱區(qū)域裝配故障類型的判定。最后,基于傳遞路徑分析的原理,對主軸箱區(qū)域故障源位置進(jìn)行判定。首先利用ANSYS Workbench對主軸箱區(qū)域進(jìn)行了故障源位置識別的仿真分析：從頻響函數(shù)的角度建立了主軸箱區(qū)域的傳遞函數(shù)矩陣,對傳感器進(jìn)行布置,獲取測試點的響應(yīng)信息,解析確定故障源的位置。論證了其方法的可行性。然后開展實驗,利用LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過兩種不同的激勵方式對某機械結(jié)構(gòu)的故障源位置進(jìn)行識別,有效確定了故障源的具體位置。
【關(guān)鍵詞】：故障診斷 軸心軌跡識別 故障源識別 傳遞函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG502.7
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 論文背景與研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究綜述12-17
• 1.2.1 主軸箱故障診斷技術(shù)12-14
• 1.2.2 故障信息處理技術(shù)14
• 1.2.3 故障特征提取與分析技術(shù)14-15
• 1.2.4 故障源位置識別技術(shù)15-17
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容17-19
• 2 VCL850主軸箱主要的裝配故障機理分析19-29
• 2.1 動不平衡故障21-22
• 2.2 不對中故障22-24
• 2.3 碰摩故障24-25
• 2.4 松動故障25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 3 主軸箱測試系統(tǒng)的構(gòu)建29-37
• 3.1 測試系統(tǒng)的總體方案設(shè)計29
• 3.2 測試系統(tǒng)的硬件選用29-32
• 3.3 測試系統(tǒng)的軟件總體設(shè)計32-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 主軸箱裝配故障的模擬試驗37-43
• 4.1 動不平衡實驗37-39
• 4.2 不對中故障實驗39-40
• 4.3 松動故障實驗40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-43
• 5 主軸箱區(qū)域的信號采集及分析43-67
• 5.1 主軸箱加速度信號的采集及分析43-52
• 5.1.1 加速度傳感器位置的確定43-48
• 5.1.2 加速度信號的采集與分析48-52
• 5.2 機床主軸的軸心軌跡測試52-57
• 5.3 基于軸心軌跡的故障類型識別57-65
• 5.3.1 基于SVD的軸心軌跡識別原理58-59
• 5.3.2 基于不變矩的軸心軌跡識別原理59-62
• 5.3.3 VCL850主軸的軸心軌跡識別62-65
• 5.4 本章小結(jié)65-67
• 6 裝配故障源位置識別的研究67-85
• 6.1 裝配故障源位置識別的方法原理67-70
• 6.2 裝配故障源位置識別的仿真分析70-75
• 6.3 裝配故障源位置識別的實驗論證75-84
• 6.3.1 力錘激勵實驗76-82
• 6.3.2 激振器激勵實驗82-84
• 6.4 本章小結(jié)84-85
• 7 結(jié)論85-87
• 7.1 結(jié)論85
• 7.2 工作展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 作者簡歷及攻讀碩士期間取得的科研成果91-95
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集95

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