發(fā)布時(shí)間：2016-12-21 17:29

  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(duì)電主軸的狀態(tài)進(jìn)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(jià)值。目前相關(guān)研究單位多以機(jī)械主軸為研究對(duì)象，進(jìn)行主軸系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究，而針對(duì)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(duì)象，通過對(duì)其軸承和定轉(zhuǎn)子的故障特征進(jìn)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(dòng)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(duì)電主軸故障狀態(tài)的區(qū)分精度，開發(fā)了基于LabVIEW平臺(tái)的電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，并進(jìn)行了170XDS30Y22型電主軸的狀態(tài)監(jiān)測實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)能準(zhǔn)確地對(duì)電主軸的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和識(shí)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(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)；通過調(diào)研和現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)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(dòng)機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，利用Abaqus對(duì)軸承進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，并采用離散傅里葉變換(DFT)對(duì)節(jié)點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)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(duì)三相電流的包絡(luò)線進(jìn)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(shí)別算法研究。在完成自相關(guān)分析、幅值域分析、頻譜分析、時(shí)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(duì)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(dòng)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(duì)小波包的分解結(jié)果進(jìn)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(jì)。提出了電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)所用硬件的性能參數(shù)和工作原理進(jìn)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(tái)和故障狀態(tài)識(shí)別算法運(yùn)行平臺(tái)，并給出了數(shù)據(jù)采集卡PCI8602在LabVIEW平臺(tái)下的采樣實(shí)現(xiàn)方法。 5.電主軸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研制及其試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，完成了該電主軸的狀態(tài)分析，并驗(yàn)證了該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地對(duì)電主軸的狀態(tài)進(jìn)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(shí)時(shí)、簡單實(shí)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(jià)值。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

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10 陳成;;高速數(shù)控中電主軸技術(shù)的研究[J];裝備制造技術(shù);2006年05期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張珂;吳玉厚;張麗秀;潘振寧;;陶瓷電主軸單元的振動(dòng)特性研究[A];第八屆全國振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集摘要[C];2003年

2 熊萬里;;高速精密永磁同步電主軸的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[A];科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

3 孫智慧;肖乃寬;;高速加工之我見[A];陜西省機(jī)械工程學(xué)會(huì)九屆二次理事擴(kuò)大會(huì)議論文集[C];2010年

4 蔣書運(yùn);;高速機(jī)床電主軸摩擦學(xué)問題的研究[A];第八屆全國摩擦學(xué)大會(huì)論文集[C];2007年

5 袁劍雄;王知行;李建生;徐秀敏;;并聯(lián)機(jī)床電主軸干涉計(jì)算[A];第十二屆全國機(jī)構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2000年

6 陳世鈺;;高速加工的利器—高剛性大功率氣靜壓電主軸[A];廣州市老工程師協(xié)會(huì)論文集（第四輯）[C];2008年

7 陳潤霖;許吉敏;奚延輝;袁小陽;;高速超精密電主軸系統(tǒng)可靠性及精度穩(wěn)定性研究[A];第11屆全國轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)（ROTDYN2014）論文集（下冊(cè)）[C];2014年

8 吳國慶;張鋼;張建生;王春蘭;吳名貴;汪希平;;磁懸浮銑削電主軸控制系統(tǒng)研究[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

9 孫智慧;肖乃寬;;高速加工之我見[A];陜西第二屆數(shù)控機(jī)床及自動(dòng)化技術(shù)專家論壇論文集[C];2011年

10 楊新洲;張鋼;吳劍鋒;汪希平;;磁懸浮支承銑削電主軸的動(dòng)力學(xué)性能仿真分析[A];2003大型發(fā)電機(jī)組振動(dòng)和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葉軍;[N];中國工業(yè)報(bào);2007年

2 本報(bào)記者 葉軍;[N];中國工業(yè)報(bào);2006年

3 見習(xí)記者 嚴(yán)曼青;[N];機(jī)電商報(bào);2005年

4 本報(bào)記者 徐雯雯;[N];萊蕪日?qǐng)?bào);2011年

5 記者 張睿　通訊員 崔珠峰;[N];德州日?qǐng)?bào);2010年

6 本報(bào)記者 司濤　趙彬彬;[N];證券日?qǐng)?bào);2011年

7 協(xié)會(huì);[N];中國電力報(bào);2004年

8 郭寶泉;[N];沈陽日?qǐng)?bào);2006年

9 葉軍;[N];中國工業(yè)報(bào);2003年

10 證券時(shí)報(bào)記者 盧青　賈小兵;[N];證券時(shí)報(bào);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張麗秀;電主軸單元電磁特性及控制策略改善研究[D];大連理工大學(xué);2012年

2 李頌華;高速陶瓷電主軸的設(shè)計(jì)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?jiǎng)討B(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(dòng)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(jì)及動(dòng)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(dòng)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(jī)床電主軸有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];河北工程大學(xué);2013年

10 徐夢(mèng)圓;高速電主軸損耗分析及實(shí)驗(yàn)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(hào)：222344