滚动轴承预紧力对其转子系统特性影响的理论及试验研究

为了改善滚动轴承-高速电主轴系统特性分析中对轴承只取其刚度和阻尼元素参与计算的情况,引入滚动轴承预紧力参数,建立用于轴承转子系统特性分析的滚动轴承预紧力约束方程,从理论上计算预紧力对系统刚度、临界转速和轴承性能的影响.以角接触球轴承-高速(60 000 r/min)电主轴系统为对象,设计一种预紧力测量方法,通过实验研究轴承预紧力对轴承转子系统的影响,结果表明测量结果与理论计算基本一致.     

车削加工在线测量装置的研制

用滚子测量方法实现车削加工中对工件外圆直径的在线测量.该装置采用接近开关元件提取被加工件及测量轮的旋转信息,传至MCS-51单片机,经运算处理后得到工件的直径及转速.其中测量轮采用软橡胶嵌在金属轮上的复合结构,来克服测量轮与工件之间的打滑现象,很好地完成了对被加工件的动态测量.     

全数字化直流电机PWM调速实验教学平台设计

直流电机调速实验教学综合平台以C8051F040为主控芯片,进行双闭环可逆直流PWM调速系统全数字化设计。提出一种利用C8051单片机的可编程计数器阵列输出16位PWM波的方法取代数字脉冲触发器。主要设计了电流采样、转速检测、模数转换、脉宽调制信号生成、电机驱动等电路。采用调节器工程设计方法,设计电流和转速调节器的PI参数,通过MATLAB验证和软件编程实现。该系统具有转速、电流和PI参数键盘输入和在线修改功能,电机旋转方向判断,转速、电流及功率模块的温度显示和报警功能。该实验教学平台实际运行可靠,能满足实验教学的要求。     

旋转电弧窄间隙焊接系统的单片机控制研究

根据旋转电弧窄间隙焊接系统的功能要求,提出了旋转电弧窄间隙焊接系统单片机控制设计方案,设计了以PIC16F877A单片机为控制核心的主控电路、电机转速检测与显示电路以及引弧控制电路,实现了焊接功能参数预设调节、焊接过程控制、引弧控制以及电机转速的实时检测与数字化显示。另外,对控制系统进行了仿真调试和焊接试验,试验结果表明:该控制系统设计合理,硬件电路简单可靠,系统软件运行稳定高效,达到了设计要求。     

轴承外圈工序间检测的数据采集系统研究

针对目前国内轴承厂家对轴承外圈的几何参数仍然采用人工检测,效率低、劳动强度大、容易引入人为误差、影响产品质量等问题,研制了一种用于轴承外圈几何参数的自动检测系统。该系统利用电感式位移传感器对轴承外圈几何参数进行在线测量,检测效率高,人为因素引起的误差小。     

大型滚动轴承承载特性与滑差演变规律研究

以往打滑分析大多侧重对超高转速极轻载荷工况中的滚动轴承进行分析,此处重点针对相对转速较低而载荷较高的大型滚动轴承打滑机理进行研究。以风电轴承为例,构建了轴承承载特性与滑差分析理论模型,研究了径向游隙、滚子有效长度、滚子数对滚动轴承内部接触载荷分布的影响规律,结果表明径向游隙和滚子数对滚动轴承最大承载滚子接触载荷的影响相比滚子有效长度而言更为显著。在载荷分布特性研究的基础上,基于正交试验法系统研究了径向载荷、内圈转速、滚子直径、径向游隙、润滑油黏度等不同因素对轴承滑差演变的影响权重及其影响机理,研究发现各种滑差组合参数对轴承滑差生成与演变影响权重不同,其中径向载荷对滑差影响最为显著。     

滚动轴承-转子系统的非线性动力学分析

考虑轴承径向内部间隙这一非线性因素对滚动轴承刚度的影响,建立滚动轴承-转子系统的数学模型。研究滚动轴承-转子系统在轴承不同内间隙量、不同转速下系统的分岔特点和混沌行为。通过对各间隙量下转子系统非线性动力学行为的研究,表明滚动轴承间隙量是影响转子系统运动的一个重要的因素。     

基于机器视觉的轴承沟道曲率半径在线检测

在实际生产线上,根据不同的尺寸偏差对同一型号的轴承沟道曲率半径进行在线检测。针对该问题,设计基于机器视觉的轴承沟道曲率半径在线检测系统,以替代人工检测。运用CCD摄像机与MATLAB图像处理技术相结合的方法,对零件进行非接触式测量,并对采集到的零件图像进行预处理;通过对比各种边缘检测算法,采用Canny算法求取像素精度的轴承边缘;利用圆的Hough变换检测出带有圆弧的圆特征,计算此圆弧的圆心坐标和半径值。实验结果表明:该系统的测量精度可达到0.5μm,测量标准差小于2.5μm,符合工业检测要求。     

滚动轴承故障诊断系统的设计及应用

对轴承振动信号的分析与检测可以判断滚动轴承是否存在缺陷。然而目前国内大多数的轴承生产厂家对滚动轴承的故障诊断检测是通过速度型测振仪测量,然后根据经验(人的听力和观察仪表示值)去判断的,这无疑在效率上和准确性方面存在一定的缺陷。针对国内对轴承振动检测方法研究方面的不足,设计了一套全自动的轴承振动检测系统。从硬件设计、软件设计、控制系统3个方面进行介绍,并通过实验验证其效果良好,满足工业现场的要求。     

热室内板型乏燃料组件水隙检测系统研发

提出了一种基于理想平板电容极板的热室内板型乏燃料组件水隙检测系统,针对该系统,研制了专用水隙测量探头、三维运动装置、视觉对准机构、四轴运动机构和组件定位装置等机械部件,确定了乏燃料组件水隙检测流程,从而实现了板型乏燃料组件流道间隙的准确测量。通过CARR(中国先进研究堆)乏燃料组件的热室内测量验证,该系统的水隙检测范围为0.9～2.9 mm,检测精度为±0.02 mm,首次实现了热室流道间隙的测量,测量精度与常规组件一致。     

筋板自动进料焊接装置的研制

针对大直径冲击钻头和锥形管与法兰的筋板焊接进行了研究,研制了一种筋板自动上料焊接装置,提高了焊接效率。介绍了该装置的自动化上料装置以及其电控系统的设计。该装置主要由机架、上料机构、夹持测距机构、焊枪运动机构、焊机及控制柜等组成。电控系统包括检测与控制两部分,检测部分的检测锥形管的旋转位置,以确定筋板的焊接位置;控制部分控制焊枪的运动,实现对筋板的焊接。该装置可提高肋板焊接的自动化程度,降低焊工的劳动强度,提高工作效率。     

基于视觉定位的轴承在线快速检测系统

利用视觉技术快速灵活的特点,结合激光检测的准确性,针对精密轴承的生产线进行快速定位在线检测。将面阵相机与工业激光传感器相结合,实现轴承在线生产中的质量检测,完成多点位的质量缺陷检测与尺寸加工精度检测。建立一整套自动化检测系统,实现了快速定位、表面缺陷检测与多位置尺寸测量。同时发挥视觉检测与激光检测的优点,实现了高速度、高效率、高精度的在线检测。     

端面凸轮下压机构支承轴承冲击失效分析及优化

滚动轴承支承的端面凸轮下压机构广泛应用于众多机械装备。然而,端面凸轮下压机构的支承轴承常常因冲击力过大,导致轴承组件表面发生失效故障。针对这一问题,以滚动轴承支承的端面凸轮下压机构为研究对象,提出了一种基于多体动力学理论的刚度匹配方法,对该机构的支承轴承的冲击力进行了优化分析,并对比分析了优化前后的轴承内部的冲击应力。仿真结果表明：该方法可用于对端面凸轮下压机构支承轴承的冲击力和应力进行优化分析。     

端面凸轮下压机构支承轴承冲击失效分析及优化（英文）

滚动轴承支承的端面凸轮下压机构广泛应用于众多机械装备。然而,端面凸轮下压机构的支承轴承常常因冲击力过大,导致轴承组件表面发生失效故障。针对这一问题,以滚动轴承支承的端面凸轮下压机构为研究对象,提出了一种基于多体动力学理论的刚度匹配方法,对该机构的支承轴承的冲击力进行了优化分析,并对比分析了优化前后的轴承内部的冲击应力。仿真结果表明:该方法可用于对端面凸轮下压机构支承轴承的冲击力和应力进行优化分析。     

复合式制动气室性能在线检测系统设计

设计并实现复合式制动气室性能在线检测系统,弥补国内对复合式制动气室性能在线检测研究存在的不足。引入伺服加载机构,突破以往检测中推杆行程限位装置加载速度不可控的局限,实现限位装置的加载速度精确可调;应用高速数据采集卡和计算机控制技术,提高系统的采集速度和测量精度。可对多类型的复合式制动气室驻车制动腔静特性、行车制动腔静特性、开始释放压力等性能进行在线测试和分析。通过试验分析表明检测系统能真实准确的对复合式制动气室的性能进行在线检测,检测周期小于2min/个,其测量精度达到实际应用的要求,并采用R&R法客观的分析检测系统,已达到新设备的验收条件。     

基于参数分析的滚动轴承故障声发射特征提取

滚动轴承是旋转机械结构中的重要构件,其一旦发生故障会造成极大的危险。根据滚动轴承的结构特点,制定了相应的声发射检测方案,并对不同故障的滚动轴承进行检测。通过声发射的参数特征,用单参分析法、经历图分析法、分布图分析法、相关图分析法等,对不同工况的轴承故障进行分析比较。结果表明,声发射检测技术可以用于滚动轴承的故障诊断和特征提取。     

一种轴承套圈漏工序在线自动检测设备的研制

研制了一种检测并分选出轴承加工过程中漏工序次品的自动检测设备。在分析检测设备所需功能的基础上,设计了系统的机械结构,描述了系统的工作原理及其基于PLC控制单元的自动控制方案。该系统具备自动上料、定位、检测、剔除次品等功能,实现了轴承漏工序次品的全自动化在线检测。生产实践证明,该设备有效提高了轴承套圈漏工序检测的可靠性及效率。     

小直径钢球表面缺陷检测机设计

钢球是滚动轴承的重要零部件,表面缺陷会影响工作精度。国内钢球表面缺陷的检测主要依靠人工目测,人工检测容易受到人为因素影响,检测效率低。该课题研究设计了一款钢球表面缺陷检测设备,完成了辊式筛选装置、图像获取装置、钢球不良品筛选装置的机构设计,并对辊式筛选装置进行了运动分析和计算。该设备能够实现钢球的自动上料,分级,检测,筛选不良品等功能,完成钢球表面缺陷的检测。     

动态腐蚀模拟实验装置的研制

本文介绍了自行设计并加工的动态腐蚀模拟装置。该装置采用试件旋转而造成材料与介质之间的相对运动，试样镶嵌在旋转园盘的周壁上，主要模拟切向力的作用。装置的转速连续可调，试验容器内设有档板，可大幅度提高相对流速。而且该装置还可与其他各种电化学测试仪器联机，便于研究动态下金属腐蚀的规律及机构。利用该装置与普林斯顿公司的Ｍ－３５２腐蚀测试系统、Ｍ－３９８电化学阻抗测试系统联机，对碳钢在流动盐水中的腐蚀行为进     

机械式转速跟踪器在甘蔗收获机的应用研究

针对甘蔗收获机械恶劣的作业工作环境,提出一种机械式转速检测及跟踪调节装置,用于对作业机构转速的检测及反馈。介绍机械式转速跟踪装置的工作原理,运用ADAMS对该机械进行仿真分析,并搭建试验平台进行试验验证。结果表明:机械式转速跟踪器的输出转速等于目标转速与跟踪转速之差的一半,与理论分析结论一致。基于机械式转速跟踪器的转速输出特性,构建甘蔗收获机械作业机构的机电液速度闭环控制系统,建立该系统的动力学仿真模型,应用MATLAB分析系统的稳定性和动态响应特性。仿真结果表明:机械式转速跟踪器能够满足甘蔗收获机械各子系统间转速的协调联动控制要求。