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  本文關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)子動平衡測試系統(tǒng)的開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《江蘇大學(xué)》 2010年

轉(zhuǎn)子動平衡測試系統(tǒng)的開發(fā)

談建華  

【摘要】： 在現(xiàn)實生活中,轉(zhuǎn)子的中心慣性主軸會或多或少地偏離其旋轉(zhuǎn)軸線,這樣當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,就會產(chǎn)生不平衡離心力,我們稱之為轉(zhuǎn)子不平衡。轉(zhuǎn)子的不平衡將會在軸承上產(chǎn)生周期性的振動,從而導(dǎo)致多方面的危害。因此開展動平衡技術(shù)的研究具有重要的學(xué)術(shù)和工程應(yīng)用價值。 目前,有關(guān)轉(zhuǎn)子動平衡技術(shù)的研究熱點主要集中在動平衡測試、非對稱/非平面模態(tài)轉(zhuǎn)子平衡、無試重平衡、自動平衡等技術(shù)領(lǐng)域。為了提高轉(zhuǎn)子動平衡的精度和效率,論文以動平衡測試技術(shù)為研究點,圍繞動平衡測試中振動信號的提取、不平衡量的精確計算等關(guān)鍵問題,進(jìn)行深入的理論研究及設(shè)計開發(fā)。 論文對剛性轉(zhuǎn)子的不平衡算法:影響系數(shù)法和基于DFT的不平衡振幅及其相位提取算法作了深入的研究。根據(jù)項目的實際情況,確定了動平衡測試系統(tǒng)的總體設(shè)計方案并進(jìn)行了實驗,實驗結(jié)果證明了方案的可行性。 在硬件方面,為了實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子振動信號的精確提取及轉(zhuǎn)換,設(shè)計研究并使用了電荷放大技術(shù)、鎖相環(huán)倍頻技術(shù)、跟蹤濾波技術(shù)等,解決了在復(fù)雜環(huán)境條件下的信號放大、A/D同步轉(zhuǎn)換、信號跟蹤濾波等問題,對初始信號進(jìn)行有效的處理,使其滿足轉(zhuǎn)換的要求。 在軟件方面,系統(tǒng)以C8051F005處理器芯片為核心�；�于DFT算法實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)子振動幅值及其相位的快速計算,并通過數(shù)字濾波,保證了數(shù)據(jù)的精度。使用雙面加重影響系數(shù)法實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)子不平衡量信息的最終求解,并通過串口通信,將不平衡量信息發(fā)送給上位機(jī)進(jìn)行顯示及后續(xù)處理。 綜上所述,論文在分析剛性轉(zhuǎn)子動平衡技術(shù)理論、學(xué)習(xí)掌握國內(nèi)外動平衡測試系統(tǒng)研制的方法和經(jīng)驗基礎(chǔ)上,開發(fā)設(shè)計了性價比高、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的動平衡測試系統(tǒng)。實驗結(jié)果顯示,該系統(tǒng)精度較高,穩(wěn)定性較好,具有一定的實用價值和市場前景。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH877
【目錄】：

摘要5-6

ABSTRACT6-9

第一章 緒論9-15

1.1 課題研究的意義9-10

1.2 國內(nèi)外動平衡技術(shù)的發(fā)展10-12

1.2.1 動平衡理論的發(fā)展10-12

1.2.2 動平衡機(jī)的發(fā)展12

1.3 論文的主要研究工作12-13

1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)13-14

1.5 本章小結(jié)14-15

第二章 轉(zhuǎn)子動平衡理論的研究與分析15-29

2.1 轉(zhuǎn)子不平衡基本理論15-17

2.1.1 轉(zhuǎn)子不平衡的表達(dá)方式15-16

2.1.2 轉(zhuǎn)子的分類16-17

2.2 剛性轉(zhuǎn)子動平衡理論17-22

2.2.1 剛性轉(zhuǎn)子的定義17

2.2.2 剛性轉(zhuǎn)子平衡的力學(xué)原理17-18

2.2.3 剛性轉(zhuǎn)子不平衡的幾種情況分析18-22

2.3 剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法22-26

2.3.1 單面加重影響系數(shù)平衡法22-23

2.3.2 雙面加重影響系數(shù)平衡法23-26

2.4 對轉(zhuǎn)子振動信息提取方法的研究26-28

2.5 本章小結(jié)28-29

第三章 系統(tǒng)整體設(shè)計29-41

3.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)及工作流程29-31

3.2 振動傳感器的選用31-36

3.2.1 電磁式速度傳感器32-33

3.2.2 壓電式加速度傳感器33-35

3.2.3 電渦流位移傳感器35-36

3.3 微處理器的選取36-40

3.4 本章小結(jié)40-41

第四章 系統(tǒng)的硬件組成和實現(xiàn)41-58

4.1 基準(zhǔn)信號處理電路設(shè)計41-44

4.1.1 基準(zhǔn)信號的整形處理41-42

4.1.2 基準(zhǔn)信號鎖相環(huán)倍頻設(shè)計42-44

4.2 振動信號處理電路設(shè)計44-52

4.2.1 原始信號的電荷放大設(shè)計47-49

4.2.2 濾波電路的設(shè)計49-52

4.2.3 輸出放大部分電路設(shè)計52

4.3 單片機(jī)外圍電路設(shè)計52-54

4.4 硬件電路可靠性設(shè)計54-55

4.5 信號處理電路測試55-57

4.5.1 基準(zhǔn)信號處理電路測試55

4.5.2 振動信號處理電路測試55-57

4.6 本章小結(jié)57-58

第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計58-70

5.1 系統(tǒng)開發(fā)工具58

5.2 軟件整體框架流程設(shè)計58-60

5.3 系統(tǒng)主要功能模塊的程序設(shè)計60-68

5.3.1 初始化程序設(shè)計60-63

5.3.2 A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計63

5.3.3 對振動信號振幅及其相位提取的程序設(shè)計63

5.3.4 數(shù)字濾波63-65

5.3.5 數(shù)據(jù)補(bǔ)償65

5.3.6 轉(zhuǎn)子影響系數(shù)計算程序65-66

5.3.7 不平衡量及其相位的計算程序設(shè)計66

5.3.8 系統(tǒng)通信程序設(shè)計66-68

5.4 軟件可靠性設(shè)計68-69

5.5 本章小結(jié)69-70

第六章 系統(tǒng)測試實驗70-74

6.1 實驗過程及實驗結(jié)果70-73

6.2 實驗結(jié)果分析73-74

第七章 總結(jié)與展望74-76

7.1 總結(jié)74-75

7.2 展望75-76

參考文獻(xiàn)76-78

致謝78-79

碩士期間發(fā)表的論文79

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【引證文獻(xiàn)】

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本文編號：226245