基于温度传感标签的主轴热误差无线监测方法及试验

针对数控机床主轴热误差有线监测方法存在的布线困难和温度测点布置优化问题,提出一种基于热敏区域黄金分割布点和利用温度传感标签实现机床温度分布监测及信号无线传输的新方法。设计由数字式温度传感器DS18B20、微处理器MSP430、无线射频通信模块NRF905集成的温度传感标签,可通过无线射频通信将温度信号及对应标签地址信息无线传输给上位机,通信协议简单,能耗要求低;根据机床主轴有限元分析模型采用黄金分割法确定了热敏感布点区域,以解决传统经验布点存在数据冗余、可信度不强、测试条件不确定最优等问题;利用温度传感标签和激光位移传感器构建监测系统并采用正交试验法进行试验测试,数据极差分析和回归分析结果表明该系统稳定可靠、实时处理能力强,构建的回归模型也有较好的预测能力。     

基于油雾润滑的高速电主轴断油性能试验研究

对基于油雾润滑的高速电主轴进行断油性能试验,利用B&K声学/振动分析系统、红外热像仪等仪器对断油过程中高速电主轴系统的振动特性、主轴轴承内部的润滑、电主轴表面的温度场等状态参数进行监测,并与正常油雾润滑时高速电主轴的状态参数进行比较,分析研究了断油状态对高速电主轴工作性能的影响.试验结果表明:高速电主轴正常工作时主轴轴承所需要的润滑油量很少;短时间断油对电主轴系统的正常运行状态影响不大,主轴轴承内部的润滑、电主轴系统的振动特性和电主轴的热状态等性能参数能够维持在基本正常的水平.     

大型液体动压滑动轴承试验台系统设计

提出大型滑动轴承试验台总体设计方案,设计的试验台系统包括机械结构、驱动系统、润滑系统、控制系统和采集系统5个部分;采用有限元软件仿真分析试验台结构的合理性并优化结构设计。该试验台综合利用数字化建模、软件仿真、电气控制、传感器测试以及信号处理等相关技术,保证了试验台的性能稳定可靠。通过对试验台试验获得的转速、温度、压力、位移、振动加速度等试验数据的分析,验证了整个试验台系统设计的有效性,证明其可满足大型动压滑动轴承正常稳定运转的要求。     

一种机械式自平衡电主轴系统及试验研究

为了实现电主轴的在线实时监测、调控与自动平衡,设计并开发了一种非接触机械式自平衡综合监控电主轴系统。该系统包括电主轴及其附件、状态监控和自动平衡3个子系统,电主轴设计为滚动轴承支撑、油雾润滑、循环水冷却的变频异步电动机,功率10 k W、最高转速12 000 r/min;状态监控子系统是基于电控柜和独立的外置式监控仪两种实现方式,16路监测信号一分为二分别进入两个监控模式,采用电控柜模式可实现电主轴状态预警和调控,采用集成化信号监控仪可对不同类型信号实现在线实时分析与数据存储;自动平衡子系统包括振动加速度和鉴相传感器、非接触机械式自动平衡头及其控制器,可以对电主轴的实时不平衡进行在线不停机自动校正。完成了主轴系统开发及平衡功能验证,试验结果表明:在转速1 800～4 800 r/min,自平衡装置始终能使主轴振动降至0. 1μm。     

基于热网络法的电主轴热结构耦合计算

为了更准确地对电主轴系统进行温度场的预测,建立了综合考虑接触热阻、轴承热变形和气隙变化等因素影响的热网络模型和热结构耦合热网络瞬态温度平衡方程(简称热平衡方程)。首先计算了接触热阻、轴承热变形、电机的定子与转子由于热变形导致的气隙变化以及电机与轴承的生热;然后选择电主轴主要部件作为温度节点,建立了电主轴系统的热网络模型及热平衡方程;最终通过MATLAB软件编程进行热平衡方程的求解,得到电主轴各主要部件的瞬态温度变化情况,通过不断更新接触热阻、轴承生热和电机生热等热特性参数,对电主轴进行温度和结构变形的耦合计算。计算结果表明:在达到平衡状态前,电主轴运转的时间越长,轴承的温度越高,轴承生热功率越低;电机温度随对流换热系数增高而降低;考虑热特性参数变化的热计算所得到的结果更加准确。通过与相同条件下的热结构耦合仿真结果进行对比表明,该热网络瞬态温度模型(热网络模型)可以正确预测温度场分布。     

基于热弹性理论与温度场积分中值定理的电主轴热误差研究

电主轴热误差的精确建模较困难,且大多数仅关注轴向热误差而忽略径向热误差。因此,提出了基于热弹性理论与温度场积分中值定理的热误差建模方法。用热弹性理论建立了电主轴轴承温度—热变形模型,将积分中值定理运用在轴向热误差建模中,得到了关键点温度—轴向热变形的线性模型,仅需一个传感器测量关键点温度就可得到主轴末端伸长量。分析电主轴径向和轴向误差机理,得到耦合热误差模型。设计了利用球杆仪快速测量电主轴热误差的新方法,将误差理论建模数据与实际测量数据作对比,验证了其可行性,并将热误差模型导入自主开发的外挂式误差补偿器中,实验表明加工孔径热误差降低了73.5%左右,证明该方法合理、有效。     

高速电主轴回转精度测试技术探讨

利用电涡流传感器及位移信号采集系统对传感器的数据同步采集,并同时将位移信号转化为模拟的电压信号;模拟的电压信号通过A/D转化为数字信号,经数据LMS信号采集系统传给计算机,计算机通过Test.Lab Signature软件,对数据进行分析处理,对于研究高速电主轴的回转精度进行了测试技术方面的探讨,希望对电主轴的研究有一定的借鉴作用。     

基于LabVIEW的油田注水泵机组在线远程监测系统

设计了基于LabVIEW的油田注水泵机组在线远程监测系统,利用加速度传感器和热电偶传感器采集机组振动和温度参数,利用网络技术和数据库技术,利用编制的软件对信号进行远程传输、实时监测和故障诊断,实现对多级离心式注水泵机组在线远程监测和故障诊断。极大地提高了注水泵机组的测试与故障诊断的时效性。     

数字疲劳传感器设计

为了解决疲劳传感器在结构疲劳监测时,模拟信号传输噪声大、热输出大等引起的监测精度不高问题,研究了一种数字疲劳传感器,此传感器采用片上系统ADuC845完成数据的采集与处理,传感器自带稳压,高精度、低温漂供桥与参考电路.传感器实现温度补偿、非线性修正及数字信号传输.实验证明此传感器实际分辨率达0.000 5 Ω,工作温度总漂移小于0.05 Ω,抗干扰能力强,测试精度与可靠性高,完全满足疲劳监测要求.     

基于虚拟仪器技术的低成本振动监测系统

从虚拟仪器概念出发研制基于微型计算机的低成本离心机组转子振动监测系统。对电涡流位移传感器的温度稳定性进行了研究，并在电路设计、元器件选择等方面加以改进。实现8通道振动信号的数字化采集，并进行数据动态显示、在线处理和分析、结果显示和存储及意外故障及时报警与现场数据保存。整套传感器、虚拟仪器系统满足了离心机组转子振动的高精度、自动化及远程测试要求。     

纳米科技与仪器仪表

本文介绍了纳米科技的基本概念,针对纳米材料独特的结构和优异的性能,联系现代仪器仪表的实际情况,阐述了纳米科技在现代仪器仪表领域的应用和前景,目的在于探索高新科技如何与生产实际相结合,与广大同行共同推动仪器仪表产业的发展。     

CVD和PVD及其在工、模具上的应用

介绍了CVD和PVD的发展历史、性能特点及其在工、模具上的应用。用CVD和PVD技术可以在钢和硬质合金表面沉积高硬度的陶瓷薄膜，改善工、模具的耐磨性和耐烧蚀性，从而大大提高工、模具的使用寿命。     

MEMS研究的新进展——微型系统及其发展应用的研究

简要叙述了微电子机械系统(MEMS)研究中的多单元综合体--微型系统,包括它的种类、结构、工作原理及相关的特性。对其应用前景作了讨论,并提出了一些超前的设想     

石油化工装备与石油化工工业(下篇)

石化装备技术发展趋势 国际上石化专用设备技术发展趋势，基本是根据石化工艺技术发展的要求，对各种石化专用设备进行了反应动力学、流体力学、传质和传热机理、分离和干燥原理研究和设计计算研究。其中反应设备实现大型化、结构简单化、操作自动化、研究方法趋向综合化方向发展；换热设备的性能对石化产品质量、能量利用率以及系统的经济性和可靠性起着重要的作用，     

石油化工装备与石油化工工业(上篇)

石化工业生产用装备一般分为专用设备和通用设备。石化专用设备包括工业炉、反应设备，换热设备，塔器，储运设备和专用机械等；石化通用设备包括气体压缩机．泵、阀门等。由于石化工业生产一般是高压、高温、低温、易燃、易爆、腐蚀、有毒和连续化生产条件下，因此要求石化装备性能优良、质量可靠，经济安全，符合环保，能够满足石化安全，稳定、长周期、满负荷生产的需要。     

用辉光放电质谱法和火花源质谱法分析表征金属和半导体

辉光放电质谱（ＧＤＭＳ）和火花源质谱（ＳＳＭＳ）是进行高纯固体材料直接和全面分析的两种主要的分析技术，ＧＤＭＳ和ＳＳＭＳ各有所长，有互补性。适当运用这两种技术，综合其优势，可望在固体样品分析表征的许多应用中获得更全面的信息和更可靠的分析结果。本文介绍了ＧＤＭＳ在贵金属分析领域中的两个应用，讨论了高纯镓分离中的表面富集问题，介绍了用ＳＳＭＳ研究杂质元素分布均匀性和相关性的方法。     

Education and training of engineers and scientists in measurement and instrumentation

The paper reviews problems of education and training in measurement and instrumentation, and the work of IMEKO in this field. Among the principal topics discussed is the nature, scope and organisation of measurement and instrumentation science.     

企业经营管理与变革

阐述了我国企业管理变革的目的和存在的问题，并分析了发达国家企业管理进程所经历三个阶段的特征和表现，着重提出我国企业应不失时机地结合企业实际，按步骤认真地进行管理变革，才能确保企业持续稳定的发展。     

楼梯及地面扫拖一体机器人设计与研究

针对目前大部分扫拖机器人没有楼梯清洁功能的问题,设计了一种楼梯及地面扫拖机一体机器人.该机器人设置了3个高度可相对运动的模块,其中一侧模块采用吸尘方式实现扫地功能,另一侧模块基于中心对称的曲柄滑块机构设计完成拖地功能,中间模块基于皮带轮传动完成对两侧模块的升降功能,以实现机器人顺利攀爬楼梯.对机器人使用的电机进行计算并选型,然后采用有限元分析法对机器人的关键部件进行了强度和刚度校核,分析结果表明,所设计的机器人结构可满足使用要求.最后对该机器人进行了清洁试验,结果表明其能够平稳完成楼梯及地面扫拖任务,实现有效清洁,节约人力资源,改善生活卫生状况.