動靜壓高速主軸系統(tǒng)性能測試和信號分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、國內(nèi)外機(jī)床發(fā)展速度很快,機(jī)床發(fā)展趨勢為:高速度.高精度.復(fù)合化.環(huán)保等四大特點(diǎn),開發(fā)和研制高速高精度的主軸系統(tǒng)就顯得很重要,在經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中,有大量的課題需要進(jìn)行測試,機(jī)械工程測試與信號分析是一項(xiàng)與現(xiàn)代化大生產(chǎn)密切相關(guān)的技術(shù),近些年來在國民生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)重要部門中受到廣泛的重視,現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)對各種機(jī)械提出了高速度,高精度下的低振動,低噪聲和高的抗振能力的要求,研究機(jī)床系統(tǒng)的振動特性,分析產(chǎn)生振動的原因,尋找降低噪聲的途徑等直接進(jìn)行各種性能

2、測量試驗(yàn),是一個重要的必不可少的手段. 信號分析及數(shù)據(jù)處理的基本理論和方法,是工程實(shí)際測試中應(yīng)用的基本理論和方法.機(jī)械工程測試中將待測的物理量(信號)通過傳感器,中間變換器,傳輸?shù)叫盘柼幚頇C(jī)進(jìn)行模擬信號分析和數(shù)字信號分析,其中通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器,可以根據(jù)需要對信號進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換.在數(shù)字信號采樣時,應(yīng)遵循采樣定理,對信號進(jìn)行截?cái)嗪头乐埂靶孤?,需要正確選擇窗函數(shù),數(shù)字信號分析已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所不可少的有力工具,專用硬件

3、的數(shù)字信號處理機(jī),在運(yùn)算速度,分辯能力,功能等方面,數(shù)字信號分析技術(shù)都優(yōu)于模擬分析技術(shù).快速傅立葉變換(FFT)是數(shù)字信號分析的基本理論和方法. 為較全面系統(tǒng)深入地了解和分析第一代動靜壓高速主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能,對其進(jìn)行了較全面的動態(tài)性能試驗(yàn)(包括系統(tǒng)空運(yùn)轉(zhuǎn)絕對振動試驗(yàn),系統(tǒng)空運(yùn)轉(zhuǎn)相對振動試驗(yàn),系統(tǒng)空運(yùn)轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)精度試驗(yàn),系統(tǒng)主軸軸線運(yùn)動誤差試驗(yàn),系統(tǒng)噪聲試驗(yàn),系統(tǒng)空載功率試驗(yàn),系統(tǒng)零部件脈沖激振試驗(yàn),其它輔助試驗(yàn))通過試驗(yàn)找出了

4、第一代主軸系統(tǒng)存在的,影響性能和精度的主要振動源,噪聲源;主軸或電機(jī)轉(zhuǎn)子在制造過程中的偏心質(zhì)量,電機(jī)與主軸聯(lián)結(jié)的雙鍵,鍵槽偏心質(zhì)量或雙鍵在運(yùn)動過程中引起的沖擊,主軸前端二組三個螺孔的偏心質(zhì)量等,這對改進(jìn)結(jié)構(gòu),優(yōu)化設(shè)計(jì),解決制造中的相關(guān)工藝問題,提供了依據(jù).對試驗(yàn)儀器進(jìn)行標(biāo)定,使測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠. 通過第一代動靜壓高速主軸系統(tǒng)空運(yùn)轉(zhuǎn)絕對振動試驗(yàn),對振動頻譜的分析找出了產(chǎn)生振動的根源,通過系統(tǒng)空運(yùn)轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)精度試驗(yàn)查找到了影響主軸回轉(zhuǎn)誤

5、差的主要環(huán)節(jié)和因素,主軸因尾部懸臂太長,剛性較弱,轉(zhuǎn)子在交變電磁力的作用下,容易振動,使主軸回轉(zhuǎn)精度下降,雙鍵傳遞動力,因結(jié)構(gòu)存在缺陷,高速下會產(chǎn)生明顯的雙鍵沖擊現(xiàn)象,根據(jù)以上試驗(yàn),對主軸進(jìn)行了創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了第二代主軸,將主軸尾部設(shè)計(jì)成自鎖性很高,耐沖擊力很高的1:100錐度配合連接,通過一個過渡零件,一端用錐柄與主軸實(shí)現(xiàn)壓緊自鎖配合連接,另一端與德國KTR公司生產(chǎn)的ROTEX-GS型精密聯(lián)軸器連接,徹底拋棄了傳統(tǒng)常見的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

6、方法,主軸前端與夾頭的連接采用創(chuàng)新性錐面和端面同時定位的方式,使錐柄在很大壓緊自鎖的作用下,發(fā)揮精確定位,傳遞動力的作用,經(jīng)振動頻譜分析和主軸回轉(zhuǎn)精度試驗(yàn).振動影響小的特點(diǎn).通過這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn),還為我們改進(jìn)各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),加工精度及裝配要求提供了可靠的科學(xué)依據(jù). 通過對第二代主軸系統(tǒng)的全面性能試驗(yàn),各項(xiàng)性能都比第一代主軸系統(tǒng)有了顯著的提高.改進(jìn)后的第二代動靜壓高速主軸系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是比較成功的,體現(xiàn)出了高精度,低噪聲的基本特征,適

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