【摘要】：滾珠絲杠副是數(shù)控機(jī)床傳動機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件,滾珠絲杠副的運(yùn)行狀態(tài)直接影響機(jī)床加工的精度和表面質(zhì)量。本文主要以數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠副部件為研究對象,分析該部件的故障形式,從而構(gòu)建信號采集系統(tǒng),研究信號處理方法,最后實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠副的故障診斷。論文主要內(nèi)容如下:(1)基于Hertz接觸理論分析了滾珠絲杠副滾珠與滾道之間的受力情況,研究了滾珠絲杠副在不同工況下滾珠與滾道的磨損形式,分析了滾珠絲杠副常見的故障形式及影響。(2)分析了兩種滾珠絲杠副信號采集方法。利用OPC技術(shù),采集SIEMENS 840D系統(tǒng)內(nèi)滾珠絲杠副的運(yùn)動速度信號及位置信號;構(gòu)建了基于傳感器的滾珠絲杠副振動信號采集系統(tǒng),通過開發(fā)基于LabVIEW的采集軟件實(shí)現(xiàn)了振動信號的采集。(3)對滾珠絲杠副信號處理方法進(jìn)行了研究。利用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法對振動信號進(jìn)行處理,得到信號的內(nèi)稟模態(tài)函數(shù)分量特征值,結(jié)合對振動信號及速度信號的時(shí)頻域特征值分析,獲得信號大量特征值信息。利用核主元分析法對特征值信息進(jìn)行降維處理,得到少量的主元量。分析BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,將主元量作為輸入,滾珠絲杠副狀態(tài)量作為輸出,通過訓(xùn)練建立了滾珠絲杠副故障診斷模型,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。(4)設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)的滾珠絲杠副故障診斷系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了樣本數(shù)據(jù)處理及存儲和滾珠絲杠副故障診斷功能。系統(tǒng)開發(fā)時(shí)采用阿帕奇軟件作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、MySQL軟件作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,利用PHP語言搭建了系統(tǒng)后臺程序,結(jié)合前端技術(shù)棧實(shí)現(xiàn)了用戶與后臺程序交互的界面。
【圖文】：

圖 1.1 五軸聯(lián)動龍門銑床研究內(nèi)容如下：杠副滾珠與滾道載荷分析以及滾珠絲杠副故障分析給運(yùn)動保證了刀具與工件相對位置關(guān)系，控制了機(jī)床加工的路徑。伺服進(jìn)給系統(tǒng)還是閉環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)，，工件的加工精度都要受到滾度的影響[37]。是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動的裝置，滾珠絲杠副在加工過程中主絲杠副的主要受力單元。在滾珠絲杠副中，滾珠與絲杠、螺母滾道的受力會影響滾珠絲杠副的承載能力、運(yùn)動特性，從而影響加工精度與滾道的載荷及接觸變形理論，并對實(shí)驗(yàn)中滾珠絲杠副滾珠與滾道工作過程中性能逐漸衰退，傳動精度逐漸降低，最終導(dǎo)致滾珠絲杠準(zhǔn)確評估滾珠絲杠副的性能狀態(tài)，本課題在計(jì)算滾珠絲杠副滾珠與上，分析了滾珠絲杠副主要的故障形式。杠副信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第二章滾珠絲杠副載荷分布及故障分析滾珠絲杠副的工作原理是在絲杠副與螺母副中放置一定數(shù)量的滾珠，滾珠作為傳動的將絲杠副的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為螺母副的直線運(yùn)動。在滾珠絲杠副的研究中，往往將滾珠看做均勻在載荷較低的情況下，這種假設(shè)造成的誤差較小，但是當(dāng)載荷較大時(shí)，滾珠絲杠副變形此時(shí)滾珠受力分布很不均勻。為了更好地分析滾珠絲杠副的故障情況，需要分析滾珠絲滾珠與滾道的受力情況。2.1 滾珠絲杠副載荷分析2.1.1 滾珠絲杠坐標(biāo)系建立滾珠絲杠副的滾珠循環(huán)機(jī)構(gòu)分為內(nèi)循環(huán)機(jī)構(gòu)和外循環(huán)機(jī)構(gòu)兩種。內(nèi)循環(huán)機(jī)構(gòu)中，滾杠表面一直保持接觸狀態(tài)；外循環(huán)機(jī)構(gòu)中，滾珠在螺母體內(nèi)或體外返向運(yùn)動�，F(xiàn)使用范的三種滾珠循環(huán)機(jī)構(gòu)如圖 2.1。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2680562