本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW的電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2015年

基于LabVIEW的電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研制

楊川貴  

【摘要】：電主軸作為加工中心的關(guān)鍵功能部件之一，其工作狀態(tài)影響著加工中心的可靠性和加工精度。通過對電主軸的狀態(tài)進行監(jiān)測，有助于電主軸的故障預(yù)警、維修策略制定和可靠性提升，因此，電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的研制具有較高的工程應(yīng)用價值。目前相關(guān)研究單位多以機械主軸為研究對象，進行主軸系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究，而針對加工中心電主軸的狀態(tài)監(jiān)測研究尚未完全開展。 本文以國產(chǎn)電主軸為研究對象，通過對其軸承和定轉(zhuǎn)子的故障特征進行分析，確定了各自的狀態(tài)特征量和故障特征頻率變化規(guī)律，提出了基于電主軸轉(zhuǎn)速波動性的小波包分解層數(shù)確定條件，提高了小波包分解算法對電主軸故障狀態(tài)的區(qū)分精度，開發(fā)了基于LabVIEW平臺的電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，并進行了170XDS30Y22型電主軸的狀態(tài)監(jiān)測實驗，實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)能準(zhǔn)確地對電主軸的狀態(tài)進行監(jiān)測和識別。本文主要研究工作如下： 1.電主軸故障分析。通過電主軸的結(jié)構(gòu)分析和工作原理分析，將電主軸劃分為機械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)；通過調(diào)研和現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，進行了電主軸的故障分析，得出了電主軸的常見故障類型及故障部位。 2.電主軸故障特征分析。在完成軸承失效形式分析和振動機理分析的基礎(chǔ)上，利用Abaqus對軸承進行動力學(xué)仿真，并采用離散傅里葉變換(DFT)對節(jié)點應(yīng)力進行頻譜分析，確定了軸承的狀態(tài)特征量和故障特征頻率變化規(guī)律；通過Ansoft Maxwell軟件，建立了電主軸匝間短路故障、相間短路故障和轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂故障的仿真模型，并利用DFT對三相電流的包絡(luò)線進行頻譜分析，確定了定轉(zhuǎn)子的狀態(tài)特征量和故障特征頻率變化規(guī)律。 3.電主軸故障狀態(tài)識別算法研究。在完成自相關(guān)分析、幅值域分析、頻譜分析、時頻分析等方法原理分析的基礎(chǔ)上，為了提高小波包分解算法對電主軸狀態(tài)的區(qū)分精度，提出了基于電主軸轉(zhuǎn)速波動性的小波包分解層數(shù)確定條件，并采用p階標(biāo)準(zhǔn)熵對小波包的分解結(jié)果進行量化處理。 4.電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)總體方案設(shè)計。提出了電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，并對所用硬件的性能參數(shù)和工作原理進行說明，最后確定了LabVIEW和Matlab為狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺和故障狀態(tài)識別算法運行平臺，并給出了數(shù)據(jù)采集卡PCI8602在LabVIEW平臺下的采樣實現(xiàn)方法。 5.電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研制及其試驗分析。開發(fā)了一套電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，并給出了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、軟件操作和程序代碼。并開展了電主軸170XDS30Y22的狀態(tài)監(jiān)測實驗，完成了該電主軸的狀態(tài)分析，并驗證了該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地對電主軸的狀態(tài)進行監(jiān)測和區(qū)分。 通過本文的研究，研制的電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)全面、實時、簡單實用，，為電主軸的狀態(tài)分析和故障預(yù)警提供了技術(shù)支持，具有較高的工程應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】：
【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】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

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2 李頌華;高速陶瓷電主軸的設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2012年

3 劉繼行;小型車床內(nèi)裝式電主軸間歇動態(tài)熱特性研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2015年

4 馬丙輝;基于熱管傳熱的液體靜壓電主軸熱態(tài)性能及相關(guān)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王麗艷;陶瓷電主軸電磁力及損耗分析[D];沈陽建筑大學(xué);2012年

2 徐化文;電主軸單元結(jié)構(gòu)及靜動態(tài)性能的研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

3 韓志峰;電主軸熱—結(jié)構(gòu)耦合特性分析[D];河南科技大學(xué);2011年

4 張國通;高速陶瓷電主軸設(shè)計及動靜態(tài)性能分析[D];燕山大學(xué);2011年

5 郭軍;基于熱接觸分析的電主軸熱態(tài)特性研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2005年

6 王志瓊;電主軸故障分析及可靠性增長技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2012年

7 譚琛;基于小波變換的電主軸振動故障檢測技術(shù)研究[D];湖南大學(xué);2011年

8 郭建學(xué);專用設(shè)備低速電主軸直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2013年

9 李小銳;數(shù)控機床電主軸有限元分析及優(yōu)化設(shè)計[D];河北工程大學(xué);2013年

10 徐夢圓;高速電主軸損耗分析及實驗研究[D];沈陽建筑大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW的電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：222344