本文關(guān)鍵詞：新型滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)研制及其加載系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究

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【摘要】：滾動(dòng)接觸疲勞是滾動(dòng)軸承的主要失效形式之一,疲勞壽命試驗(yàn)是評(píng)價(jià)軸承材料性能的主要手段,因此,研制出能準(zhǔn)確模擬軸承實(shí)際工況的試驗(yàn)設(shè)備,為研發(fā)高性能的軸承材料提供可靠的數(shù)據(jù)支撐具有重要的意義。本文主要進(jìn)行了以下工作:(1)對(duì)滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)功能分析,將試驗(yàn)機(jī)分解為加載系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。在加載系統(tǒng)中,結(jié)合杠桿砝碼加載原理和伺服控制技術(shù)設(shè)計(jì)了一種新型杠桿伺服加載系統(tǒng),保證試驗(yàn)機(jī)的加載精度和制造成本;在主軸系統(tǒng)中分別對(duì)主軸組件和陪試件裝夾部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并對(duì)主軸電機(jī)和帶傳動(dòng)進(jìn)行選型計(jì)算;在潤(rùn)滑系統(tǒng)中,對(duì)潤(rùn)滑裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);在測(cè)控系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)中,根據(jù)需要采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)完成各傳感器的選擇;在電氣控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)中,分別對(duì)系統(tǒng)電源、主軸電機(jī)和伺服電機(jī)的主回路進(jìn)行設(shè)計(jì),并根據(jù)試驗(yàn)要求對(duì)其它參數(shù)的電氣控制提出功能設(shè)計(jì)要求,以方便試驗(yàn)操作。(2)將伺服加載系統(tǒng)抽象為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的串聯(lián)。分別建立伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了PID控制器,最終建立了完整的伺服加載系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。(3)建立了伺服加載系統(tǒng)的Simulink仿真模型,對(duì)系統(tǒng)的仿真模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性仿真分析,研究了不同機(jī)械參量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、等效阻尼、剛度)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響,得到了伺服加載系統(tǒng)機(jī)械參量的合理取值范圍,為加載系統(tǒng)進(jìn)一步參數(shù)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。(4)對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行,使各系統(tǒng)功都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,并對(duì)伺服加載系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試,以驗(yàn)證仿真結(jié)果的正確性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)接觸疲勞 試驗(yàn)機(jī) 杠桿加載 伺服控制 動(dòng)態(tài)特性
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.33;TH87
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題背景及研究意義11-12
• 1.1.1 滾動(dòng)接觸疲勞概述11
• 1.1.2 滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)研究方法11-12
• 1.2 滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的研制現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 國(guó)外現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 試驗(yàn)機(jī)加載技術(shù)16-18
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)19-52
• 2.1 試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)要求19-21
• 2.1.1 試驗(yàn)原理19-20
• 2.1.2 試驗(yàn)要求20
• 2.1.3 試驗(yàn)機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)20-21
• 2.2 試驗(yàn)機(jī)總體方案設(shè)計(jì)21-25
• 2.3 加載系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-30
• 2.3.1 加載力的確定25-26
• 2.3.2 加載方案選擇26
• 2.3.3 杠桿伺服加載系統(tǒng)設(shè)計(jì)26-30
• 2.4 主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)30-39
• 2.4.1 主軸組件設(shè)計(jì)31-36
• 2.4.2 主軸電機(jī)的選擇36-37
• 2.4.3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)37-39
• 2.4.4 陪試件裝夾部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39
• 2.5 潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-41
• 2.6 測(cè)控系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)41-45
• 2.6.1 摩擦扭矩監(jiān)測(cè)42
• 2.6.2 溫度監(jiān)測(cè)42-43
• 2.6.3 振動(dòng)加速度監(jiān)測(cè)43
• 2.6.4 聲發(fā)射信號(hào)監(jiān)測(cè)43-44
• 2.6.5 試驗(yàn)載荷監(jiān)測(cè)44
• 2.6.6 主軸轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)44-45
• 2.7 機(jī)架設(shè)計(jì)45-47
• 2.8 電氣控制系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)47-51
• 2.8.1 系統(tǒng)功能要求47-48
• 2.8.2 電氣主回路設(shè)計(jì)48-51
• 2.9 本章小結(jié)51-52
• 第3章 伺服加載系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立52-62
• 3.1 伺服電機(jī)控制模式的選擇52-53
• 3.2 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型53-58
• 3.2.1 伺服電機(jī)的數(shù)學(xué)模型53-56
• 3.2.2 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各環(huán)路設(shè)計(jì)56-58
• 3.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型58-60
• 3.5 伺服加載系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型60-61
• 3.6 本章小結(jié)61-62
• 第4章 伺服加載系統(tǒng)的仿真與動(dòng)態(tài)特性分析62-78
• 4.1 仿真模型的建立63-72
• 4.1.1 Simulink仿真模型的主要模塊63
• 4.1.2 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型63-66
• 4.1.3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型66-69
• 4.1.4 伺服加載系統(tǒng)的仿真模型69-72
• 4.2 機(jī)械參量對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響72-74
• 4.3 加載系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究74-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 第5章 試驗(yàn)機(jī)調(diào)試78-84
• 5.1 主軸系統(tǒng)調(diào)試79-80
• 5.1.1 調(diào)試步驟79
• 5.1.2 調(diào)試結(jié)果分析79-80
• 5.2 加載系統(tǒng)調(diào)試80-81
• 5.2.1 調(diào)試步驟80
• 5.2.2 調(diào)試結(jié)果分析80-81
• 5.3 試驗(yàn)測(cè)試81-82
• 5.3.1 試驗(yàn)步驟81
• 5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析81-82
• 5.4 問(wèn)題解決方案82-84
• 結(jié)論84-86
• 參考文獻(xiàn)86-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果89-90
• 致謝90-91
• 作者簡(jiǎn)介91

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1004823