本文關(guān)鍵詞：基于動(dòng)態(tài)特性分析的機(jī)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(jī)床的發(fā)展和技術(shù)水平直接反映了一個(gè)國(guó)家機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),映射著一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的高低。主軸箱作為機(jī)床的一個(gè)重要組成部分,在保證機(jī)床處于大負(fù)荷切削狀態(tài)下持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)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(guò)程后的故障問(wèn)題,需要進(jìn)行反復(fù)的安裝調(diào)試。國(guó)內(nèi)從業(yè)人員將主要精力放在機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化、切削性能改進(jìn)等方面上,對(duì)裝配工藝的研究不夠重視,對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的研究也不夠深入；有的工人在機(jī)床裝配過(guò)程中也未嚴(yán)格執(zhí)行裝配工藝規(guī)程。因此,針對(duì)機(jī)床主軸箱區(qū)域的裝配故障檢測(cè)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(duì)象,在充分調(diào)研南通機(jī)床現(xiàn)有裝配工藝的基礎(chǔ)上,結(jié)合南通機(jī)床在裝配方面的經(jīng)驗(yàn)積累,在工況下,針對(duì)機(jī)床主軸箱的裝配故障進(jìn)行了檢測(cè)及分析,具體內(nèi)容如下：首先,對(duì)機(jī)床主軸箱區(qū)域的主要常見(jiàn)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(jì)了針對(duì)主軸箱區(qū)域的測(cè)試系統(tǒng),包括：主軸的軸心軌跡測(cè)試,主軸箱區(qū)域的振動(dòng)信號(hào)測(cè)試。界面便于操作,具有濾波降噪、時(shí)頻域分析、軸心軌跡測(cè)試、相位檢測(cè)、故障類型識(shí)別等功能。然后,為確定機(jī)床主軸箱不同故障所表現(xiàn)的時(shí)頻域信號(hào)特征,在轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺(tái)上針對(duì)動(dòng)不平衡、角度不對(duì)中、松動(dòng)等裝配故障進(jìn)行了模擬試驗(yàn),其次對(duì)VCL850立式加工中心的主軸箱進(jìn)行了在線測(cè)試,基于模態(tài)動(dòng)能法與有效獨(dú)立法的原理針對(duì)工況下的傳感器進(jìn)行優(yōu)化布置。對(duì)工況下的機(jī)床原始信號(hào)進(jìn)行降噪濾波處理,并基于兩種(SVD法、不變矩法)不同的識(shí)別方法,實(shí)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(duì)主軸箱區(qū)域故障源位置進(jìn)行判定。首先利用ANSYS Workbench對(duì)主軸箱區(qū)域進(jìn)行了故障源位置識(shí)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(duì)傳感器進(jìn)行布置,獲取測(cè)試點(diǎn)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(kāi)展實(shí)驗(yàn),利用LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)兩種不同的激勵(lì)方式對(duì)某機(jī)械結(jié)構(gòu)的故障源位置進(jìn)行識(shí)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(shí)別 故障源識(shí)別 傳遞函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)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(shí)別技術(shù)15-17
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 2 VCL850主軸箱主要的裝配故障機(jī)理分析19-29
• 2.1 動(dòng)不平衡故障21-22
• 2.2 不對(duì)中故障22-24
• 2.3 碰摩故障24-25
• 2.4 松動(dòng)故障25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 3 主軸箱測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)建29-37
• 3.1 測(cè)試系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)29
• 3.2 測(cè)試系統(tǒng)的硬件選用29-32
• 3.3 測(cè)試系統(tǒng)的軟件總體設(shè)計(jì)32-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 4 主軸箱裝配故障的模擬試驗(yàn)37-43
• 4.1 動(dòng)不平衡實(shí)驗(yàn)37-39
• 4.2 不對(duì)中故障實(shí)驗(yàn)39-40
• 4.3 松動(dòng)故障實(shí)驗(yàn)40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-43
• 5 主軸箱區(qū)域的信號(hào)采集及分析43-67
• 5.1 主軸箱加速度信號(hào)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(hào)的采集與分析48-52
• 5.2 機(jī)床主軸的軸心軌跡測(cè)試52-57
• 5.3 基于軸心軌跡的故障類型識(shí)別57-65
• 5.3.1 基于SVD的軸心軌跡識(shí)別原理58-59
• 5.3.2 基于不變矩的軸心軌跡識(shí)別原理59-62
• 5.3.3 VCL850主軸的軸心軌跡識(shí)別62-65
• 5.4 本章小結(jié)65-67
• 6 裝配故障源位置識(shí)別的研究67-85
• 6.1 裝配故障源位置識(shí)別的方法原理67-70
• 6.2 裝配故障源位置識(shí)別的仿真分析70-75
• 6.3 裝配故障源位置識(shí)別的實(shí)驗(yàn)論證75-84
• 6.3.1 力錘激勵(lì)實(shí)驗(yàn)76-82
• 6.3.2 激振器激勵(lì)實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)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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本文編號(hào)：339242