本文關(guān)鍵詞：基于對拖加載的電主軸可靠性試驗臺研制

  更多相關(guān)文章： 數(shù)控機(jī)床 電主軸 可靠性 對拖 能量回饋

【摘要】：數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的工作母機(jī),作為制造業(yè)的基石,其可靠性直接影響制造業(yè)的水平。然而,數(shù)控機(jī)床作為復(fù)雜的機(jī)電液系統(tǒng),針對其可靠性的研究并不成熟。電主軸是數(shù)控機(jī)床的核心部件之一,研究其可靠性對于保障機(jī)床整機(jī)的可靠性具有重要意義。需要注意的是,沒有數(shù)據(jù),可靠性研究無從談起,現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)費時、費力、效率低,因此,需要實驗室的功能部件試驗臺架模擬其實際工況來進(jìn)行可靠性試驗。目前國內(nèi)對電主軸的可靠性臺架試驗大多處于空運(yùn)轉(zhuǎn)和靜態(tài)力加載的狀態(tài),尚不能模擬實際工況,為此,本文開發(fā)了一種由兩根電主軸對拖并輔以壓電陶瓷(或音圈電機(jī))加載來模擬切削力及扭矩,從而用于可靠性試驗研究的臺架試驗裝備。本文提出將對拖技術(shù)應(yīng)用于可靠性試驗方面,可同時對兩根電主軸進(jìn)行可靠性試驗,并擺脫了傳統(tǒng)的電力測功機(jī)加載的方式。此外,本文還給出了詳細(xì)的臺架設(shè)計方案,并按照方案進(jìn)行搭建并進(jìn)行了試驗。首先,本文對電主軸進(jìn)行了論述,掌握其結(jié)構(gòu)及工作原理,并分析了其受力狀況;其次,對試驗臺的對拖加載方案以及能量回饋方案進(jìn)行理論分析和仿真,驗證其可行性;再次,本文給出了機(jī)械結(jié)構(gòu)方案并進(jìn)行驗證,研制了可靠性試驗臺樣機(jī);最后,本文研制出了一套軟件程序,程序通過串口總線進(jìn)行控制,可以進(jìn)行試驗并靈活控制與監(jiān)測試驗臺工作狀況,并進(jìn)行了試驗驗證。試驗臺架經(jīng)過運(yùn)行和完善后,其試驗結(jié)果證明了本試驗臺可以穩(wěn)定連續(xù)地進(jìn)行可靠性試驗。電主軸對拖加載試驗臺的運(yùn)行狀況良好,對于載荷變化的反應(yīng)迅速,可與壓電陶瓷(或音圈電機(jī))加載機(jī)構(gòu)聯(lián)合協(xié)同加載,實現(xiàn)對切削力和切削扭矩的模擬;同時,本試驗臺可以實現(xiàn)實時監(jiān)控整個試驗臺的運(yùn)行狀況,并進(jìn)行故障數(shù)據(jù)的記錄。綜上,本文完成了基于對拖加載的電主軸可靠性試驗臺的研發(fā),對數(shù)控機(jī)床可靠性的提升具有工程應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控機(jī)床 電主軸 可靠性 對拖 能量回饋
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景與意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況12-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容13-16
• 第2章 試驗系統(tǒng)總體設(shè)計方案16-36
• 2.1 試驗對象介紹16-21
• 2.1.1 基本結(jié)構(gòu)及工作原理16-17
• 2.1.2 電主軸的故障分析17-18
• 2.1.3 電主軸實際加載受力研究18-21
• 2.2 電主軸對拖原理21-30
• 2.2.1 對拖回饋原理分析21-23
• 2.2.2 直接轉(zhuǎn)矩技術(shù)概述及仿真23-26
• 2.2.3 對拖系統(tǒng)仿真26-30
• 2.3 試驗系統(tǒng)整體方案研究30-33
• 2.3.1 對拖試驗系統(tǒng)需求分析31-32
• 2.3.2 對拖試驗系統(tǒng)方案研究32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-36
• 第3章 試驗臺機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計方案36-54
• 3.1 試驗臺架支撐抱夾機(jī)構(gòu)設(shè)計36-39
• 3.1.1 試驗臺架支撐抱夾機(jī)構(gòu)36-37
• 3.1.2 臺架仿真驗證37-39
• 3.2 連接單元設(shè)計及對中調(diào)節(jié)39-45
• 3.2.1 刀柄軸連接單元結(jié)構(gòu)設(shè)計39-41
• 3.2.2 對中調(diào)節(jié)41-45
• 3.3 軸、徑向力加載方案設(shè)計45-52
• 3.3.1 音圈電機(jī)加載方案46-49
• 3.3.2 壓電陶瓷加載方案49-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 第4章 試驗臺控制系統(tǒng)研究54-74
• 4.1 控制系統(tǒng)硬件54-57
• 4.1.1 變頻器及相關(guān)附件54-56
• 4.1.2 壓電陶瓷驅(qū)動器56-57
• 4.2 電氣圖方案設(shè)計57-61
• 4.2.1 主電路電氣設(shè)計59-60
• 4.2.2 控制電路電氣設(shè)計60-61
• 4.3 通訊方案及實現(xiàn)61-64
• 4.3.1 LabVIEW介紹61-62
• 4.3.2 通訊協(xié)議及設(shè)置62-64
• 4.4 試驗系統(tǒng)軟件設(shè)計64-73
• 4.4.1 軟件功能分析64-66
• 4.4.2 通訊程序設(shè)計66-67
• 4.4.3 加載程序設(shè)計67-70
• 4.4.4 采集程序設(shè)計70-72
• 4.4.5 存儲程序設(shè)計72-73
• 4.5 本章小結(jié)73-74
• 第5章 基于對拖加載的電主軸可靠性試驗74-88
• 5.1 空載試驗74
• 5.2 綜合加載試驗74-79
• 5.2.1 恒轉(zhuǎn)速變轉(zhuǎn)矩加載試驗75-77
• 5.2.2 恒轉(zhuǎn)矩變轉(zhuǎn)速加載試驗77-79
• 5.3 數(shù)據(jù)仿真分析79-87
• 5.3.1 電主軸可靠性模型及參數(shù)估計80-81
• 5.3.2 模擬退火算法流程81-82
• 5.3.3 數(shù)值實驗及結(jié)果分析82-87
• 5.4 本章小結(jié)87-88
• 第6章 總結(jié)與展望88-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 附錄94-96
• 碩士期間的研究成果96-98
• 致謝98

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：538973