渐开线齿轮安装偏心误差自动补偿算法的实验验证

针对测量渐开线齿轮时由于其几何中心和测量中心不重合带来的误差,基于工件安装偏心的误差补偿模型,以齿轮测量中心为载体,分析不同偏心量值对于齿距测量误差的影响.实验结果表明:偏心造成的误差经过补偿后,与无偏心安装得到的测量结果一致,验证了误差补偿算法的正确性,消除了安装偏心误差带来的影响,降低了齿轮安装的难度.     

圆度测量中的误差分离方法

本文应用相关技术原理,提出一种圆度测量中偏心误差的分离与修正方法.使用该方法可由一次测得的一组原始误差数据中分离出工件的安装偏心,径向跳动误差和圆度误差,而且避免了常规圆度测量中反复精密的调心.     

回转主轴垂直度及安装偏心对轮毂跳动检测的影响分析

针对轮毂跳动量检测系统结构,分析了影响系统检测精度的误差来源,通过对引起误差结构的建模与分析,根据结构原理,得到回转主轴倾角与轮毂径向、轴向跳动量之间函数关系以及由于轮毂安装偏心引起的径向跳动随旋转角度周期性变化的函数.通过Matlab仿真和控制变量分析,验证理论,为检测系统的精密装配和调试提供了理论依据,对减小系统误差具有实际意义.     

气体轴承-转子耦合作用下离心机回转误差计算

针对精密离心机气体轴承-转子耦合系统,采用计算流体动力学方法计算径向、止推轴承的承载力;通过拟合方法获得考虑偏心和供气压力的气体轴承的承载能力非线性模型,并基于有限元法建立轴承-转子耦合作用下的动力学模型,对重力、不平衡量、非线性气膜力作用下的转子动力学进行耦合计算,得到不同偏心量下转子回转误差轨迹图。结果表明在不平衡量为3 kg·m时转子回转误差最大为1.03 μm,误差在μm级,满足10-6精密离心机的回转误差要求。     

基于运动误差标准的陀螺马达回转精度评价

本文引入国际标准ISO 230-7:2015中运动误差（Error Motion）的概念来评价气浮动压陀螺马达的回转精度. 基于三点法误差分离技术建立了动压马达回转精度测试系统,得到了动压马达的圆度误差、安装偏心误差和轴心运动误差;提出了基于三点法测量马达转子径向离心和热变形的方法;通过仿真和实验验证了分离结果的准确性. 为在生产中如何定量评价陀螺马达的回转性能进行了有益的探索.     

圆光栅偏心对仿真转台角位置精度的影响

为了满足仿真转台角位置精度的指标要求,减小圆光栅安装偏心引起的角位置误差,本文提出了运用最小二乘拟合对该误差进行修正的方法。首先介绍了仿真转台的工作原理并给出了角位置精度的技术指标,然后理论分析了圆光栅安装偏心引起的测角误差与转角的规律,运用最小二乘拟合对测角误差进行修正。通过对比,修正后的测角误差明显小于修正前。结果表明,最小二乘拟合方法能够有效地修正圆光栅安装偏心带来较大的测角误差,使得角位置测量精度满足±4″指标要求。     

质心算法检测图像式光电编码器偏心误差

为了研究偏心误差对图像式光电编码器精度的影响,借助数字图像处理技术对编码器的码盘偏心误差进行检测.首先采用改进的图像灰度质心检测算法,得到偏心误差最大区域和最小区域的码道;然后分别在2个区域对基准线位置偏差进行曲线拟合,以此求得偏心误差的大小.实验结果表明,由显微镜观测法证实偏心约为0.020 mm的码盘偏心误差,采用图像质心检测算法对码盘偏心误差的检测精度约为3.31个像素(约为19.86μm).采用该方法可在图像式光电编码器的使用过程中随时对其偏心误差进行检测,为研究偏心误差补偿方法提供数据依据.     

主轴径向平面运动及偏心

本文对主轴径向平面运动作了进一步的数学分析,得到了描述该运动的各种曲线方程的向量形式,它们具有广泛的意义;利用这些方程对主轴径向平面运动进行了运动学分析;阐明切削加工圆度误差与标准球心径向误差运动的正一次谐波无关,而与其非正一次谐波有关;明确了标准球偏心的物理意义。     

齿轮偏心误差对空回的影响

本文分析了齿轮偏心误差所引起的传动空回误差,并推导出其计算公式。     

基于谐波与振动特性的大型调相机转子偏心故障诊断方法

"强直弱交"大电网背景下,换流站的动态无功支撑能力愈发重要,而调相机凭借其无功补偿优势成为当前研究的重点.现场中调相机转子偏心频繁出现,对调相机的安全稳定运行造成了重大影响.以转子偏心故障为研究对象,推导偏心前后气隙磁密和定子振动的变化特征,发现偏心后气隙磁密出现偶次谐波,定子出现奇数倍频振动的故障特征.提出基于磁密谐波与定子振动特性的动态偏心故障诊断方法以及应用检测线圈的故障特征提取方法.以某300 MVar大型调相机结构参数为依据,利用ANSOFT软件建立有限元模型,验证所提诊断方法的正确性.该诊断方法比以单一的电气或振动特性作为诊断依据准确度更高,操作简便,同时不受运行状态影响,能够为大型调相机的安全稳定运行提供保证.     

基于非线性动态特性的轴承–转子系统振动分析

随着空气静压主轴在超精密加工过程中的广泛应用,对主轴的运动精度的要求不断提高,如何准确预测和提高主轴运动精度是十分必要的。基于空气静压轴承的非线性动态特性,研究空气静压主轴的振动特性和预测模型,探索非线性动态特性分析对主轴回转精度的影响。首先,对空气静压径向轴承的动态特性进行分析,建立气膜动态流动模型,采用扰动法求解模型得到轴承的非线性动刚度与动阻尼系数。将空气静压轴承内的气膜作为弹簧阻尼系统建立轴承–转子系统,并通过动力学分析建立了轴承–转子的动态振动模型。将轴承的非线性动态特性参数引入振动模型,结合MATLAB对模型进行求解,得出了空气静压主轴径向跳动误差曲线、偏转误差曲线和径向总振动误差曲线,并通过FFT数据处理对振动进行频域分析。通过对比分析得到非线性分析对空气静压主轴径向振动误差的影响。最后,搭建了空气静压主轴径向回转误差测量试验台,得到主轴实时回转误差信号,实现轴承–转子系统的振动动力学模型分析的实验验证。从空气静压径向轴承的动态分析可以看出,轴承的动刚度和动阻尼均呈非线性变化,随着偏心率的增加动刚度不断增加,而动阻尼不断减小。从轴承–转子系统的振动分析可以看出：1）非线性分析对主轴偏角振动误差有明显影响,而对径向跳动误差的影响不明显,说明非线性分析主要通过影响主轴的偏角误差从而影响径向总误差。2）定值分析时偏角误差的最大振幅基本稳定,而非线性分析时偏角误差的最大振幅存在一个增加过程并最终趋于稳定,并且非线性分析时最大振幅明显大于定值分析时的振幅。3）在供气开始一段时间内,非线性分析与定值分析下的径向总误差基本一致,但随着时间的增加,非线性分析下的最大振幅大于定值分析下的最大振幅,说明开始供气时非线性分析对径向跳动误差和偏角误差没有造成明显影响,当供气稳定时非线性的动刚度与动阻尼会对主轴转子振动幅度产生明显影响。4）从频域上看,非线性分析最大振幅处的共振频率为964 Hz,定值分析最大振幅处共振频率为986 Hz,非线性分析使最大振幅处的共振频率有所下降。5） 非线性分析和定值分析在频率高于1 500 Hz时,转子的振幅变化都很小,说明频率大于1 500 Hz之后,转子振动比较稳定,此时气膜的振动频率与固有频率不容易发生共振。空气静压主轴回转误差实验的结果表明,基于非线性分析所得的主轴径向回转误差的误差率比定值分析所得主轴径向回转误差的误差率降低了1.43%～6.54%。因此,将空气静压径向轴承内气膜作为弹簧阻尼系统施加于转子之上可以实现轴承–转子系统的耦合振动分析,轴承非线性动态特征参数的引入实现了轴承动态性能对主轴动态振动的影响,通过基于非线性动态特性的轴承–转子系统的振动分析可以更加准确地研究和预测空气静压主轴的径向振动误差。     

基于动态卡式系数的大型潜水电机偏心特征量的计算

为了寻求偏心度与偏心特征量之间的数值关系,采用解析计算与有限元相结合的方法计算偏心特征量数值,建立偏心状态下复杂气隙模型,并采用动态卡式系数理论分析开槽对气隙的影响,分别推导静偏心及动偏心状态下的气隙分布函数,求出偏心特征量的解析式。并且应用有限元计算的方法验证理论分析的有效性,该方法为偏心检测奠定了理论基础。     

超短基线声学定位系统安装误差精确校准

超短基线由于其小尺寸和使用方便而被广泛应用于海洋开发中.超短基线在安装时无法保证其声学换能器基阵的方位系统与载体的方位系统完全重合,从而引入了系统的安装误差.对高精度定位而言,该误差是不容忽略的.利用锚于水底的声学应答器地理位置不随洋流及测量载体的变化而变化的特点,借助外接的高精度GPS和姿态传感器的信息用最小二乘的方法对其安装误差进行校准.理论分析和试验结果证明,该方法有效地解决了安装误差问题,海试结果表明经过安装误差校准后系统的定位精度可达到斜距的5‰,满足系统要求.     

一种旋转轴系径向跳动精度的检测装置

为了检测旋转轴系径向跳动的精度,研制了一种旋转轴系径向跳动精度的检测装置。该装置以与主轴同轴安装的主光栅为基准,通过指示光栅与主光栅同轴安装,对径放置两接收系统接收到两光电信号,利用相位计测出两信号的相位差,把旋转轴系的径向跳动量转换为两光电信号的相位差,经过换算,给出旋转轴系的径向跳动精度。分析了影响检测结果的因素,该装置已成功应用在旋转轴系的精度检测中,装置的测量误差不大于0.2μm。检测结果表明该装置具有结构简单,装调方便,测量精度高等特点。     

关于分光计偏心差的探讨

讨论了分光计偏心差的产生及消除方法,并提出了一种利用分光计两游标读数差求出偏心程度的方法.     

曲线拟合在管道漏磁内检测信号重构中的应用

针对管道漏磁内检测缺陷信号的重构问题,研究了曲线拟合和最小二乘法的基本原理,以管道漏磁内检测有限元仿真分析软件所得到的半椭圆型缺陷数据为研究对象,建立了径向磁通密度特征的二元一次方程组和二元二次方程组,运用最小二乘曲线拟合方法实现对仿真数据的二元一次函数拟合和二元二次函数拟合.应用MATLAB编写程序求出拟合系数,得到拟合方程,拟合计算结果与仿真数据基本吻合.通过对两组函数方程进行误差分析,结果表明二元二次拟合函数能更准确地描绘出缺陷大小与检测数据之间的函数关系,二次拟合模型更可靠,为管道漏磁内检测缺陷信号重构提供了函数支持.