全自动动平衡校正机设计.doc

精品文档动平衡机自动化校正系统设计 摘 要如今动平衡技术已经非常成熟，但是传统的动平衡机只能完成转子的动平衡测试，而很多情况下转子的动平衡校正还是由人工完成，所以生产效率比较低为适应现代企业高效率的生产要求，动平衡测试与自动校正一体机已成为必然趋势和主流本文综合考虑国内外自动化程度不同的各型平衡机优缺点，开发出一种可用于中小型电机转子动平衡的R型铣削校正方式双工位全自动平衡机系统构造采用模块化设计思想，多线程协调统筹动作，信号动作状态线图进展程序流程及时序分析，具有构造分立及合并方便，生产节拍精简，运行可靠，高校正精度等特点为保证系统平衡精度，本文在多有文献论述的测量系统精度控制的研究根底上，重点对铣削校正系统的精度控制进展目标分析和提出应用方案文章首先详细分析各因素对平衡校正精度的相对重要性和控制难度，包括R型铣槽动不平衡量的多因素影响、相位误差因素影响、校正平面位置偏差因素影响等，得出：侧吃刀量分散度和铣刀刀尖过渡刃长度尺寸公差是转子R型铣削校正精度控制的主要因素，并且相位误差及校正平面位置偏差也是重要目标如何实现转子的全自动动平衡校正是本文研究的重点为此，文章研究探讨了转子的校正策略，结合转子的实际外形并考虑到校正过程的操作简便性，本系统采用在转子的端面钻孔去重的校正方法。

在此根底上分析了各种情况下进刀量和不平衡质量大小的关系，并建立了去重数学模型随后针对校正过程中存在的误差进展了理论分析在控制系统的研究中，文章对系统的总体构造和总体方案进展了设计伺服技术是系统实现去重自动化并保证校正精度的关键文章对主轴伺服和进给伺服的关键技术也进展了详细的研究包括主轴伺服的调速原理和定向控制，脉冲比较进给伺服的原理，关键电路的设计与分析并对交流伺服系统中的电子齿轮进展了研究 另外，对去重系统软件的流程进展了设计关键词 动平衡，全自动平衡机，铣削用量Automatic dynamic balance correction machine design AbstractNowadays, Dynamic balancing technology has been well established, but the function of the traditional balancing machines is limited to rotors’ unbalancing test. In many cases, the rotors’ balance adjustment is still done by hand, so the productivity is relatively low. This thesis comprehensively considered relative merits of diversiform balancing machines of different automatic level at home and abroad, and developed one double working-position type of automated dynamic balancing, which applies to micro-midi electric machine rotor’s R-milling balance correction.To assure system accuracy, the writer focuses on the accuracy analysis of balancing correction system and proposition of resolution methods, founded on the accuracy control of balance measurement system which has been discussed in numerous literatures.Firstly, relative importance and control difficulties of various factors which impact on correction accuracy are analyzed in detail. The work reaches results that depth dispersion of side-cut and chamfered corner length tolerance of milling cutter tool nose are the main factors, as well as phase error and place deviation of correction plane.Then the relationship between feed volume and unbalance quality is analyzed, on the basis of which the de-weighting mathematical model is established. Besides, the possible amending error is theoretically analyzed.For the research of the controlling system, the skeleton of the mechanical configuration and the controlling formula are firstly introduced. Servo system is a key technology to the realization of automatic de-weighting and to ensure the correcting precision. So, the key technology of servo system is also researched in this paper, including spindle servo and feeding servo system. For the spindle servo system, the focus is on the research of the speed adjusting principle and the method of position controlling. For the feeding servo system, the principle of pulse comparison is firstly introduced, then some key circuits are designed and analyzed. Besides, the electronic gear used in the AC servo system is also researched. For the software, the de-weighting procedure is designed.Keywords: Dynamic Balancing, Automated Balancing Machine, Milling Dosa目 录1 绪论 11.1课题背景及目的 11.2国内外研究状况 11.3课题研究内容及要求 32 转子的动平衡原理 52.1转子产生不平衡的原因及其危害 52.2不平衡的种类 72.3刚性转子的动平衡原理 72.4挠性转子的动平衡原理 72.5校正理论研究 8 2.5.1 校正方法简介............................................................................................................82.5.2全自动平衡机系统的组成 92.5.3 全自动平衡机系统的控制流程 102.5.4 R型铣削模型 103 全自动动平衡机的系统构架 133.1平衡机的分类 133.2系统构架 143.2.1平衡机 143.2.2去重机 153.2.3控制系统 154 全自动动平衡机的测量理论研究 164.1测量原理 164.1.1直流分量 184.1.2基波分量 184.1.3谐波分量 194.1.4异频分量和噪声 194.2动不平衡量的测量数学模型 214.3数字信号处理方法 224.3.1干扰信号分类 224.3.2不平衡量提取方法 234.3.3数字滤波方法 245 全自动动平衡机的测试系统设计 335.1测量系统的组成 335.2系统局部硬件 345.2.1振动传感器 345.2.2参考信号测量传感器 365.2.3电荷放大器 385.2.4增益控制 405.2.5中心频率跟踪的窄带滤波器设计 405.2.6压电信号调理电路设计 465.2.7数据采集卡 465.2.8程控放大电路的设计 476 总结与展望 49致 谢 51参考文献 52精品文档精品文档1 绪论1.1课题背景及目的转子由于设计、材质不均匀以及制造安装误差等原因，往往造成其中心惯性主轴或多或少地偏离其旋转轴线，这种情况称为转子具有不平衡量。

当具有不平衡量的转子高速旋转时，就会产生一个周期的激振力，从而引起振动和噪音振动会加速轴承等零件的磨损，严重时甚至会导致事故;此外，振动还会通过轴承、机座传到根底，恶化附近的工作环境由振动故障诊断结果统计说明，引起振动过大的激振力中有90%是转子不平衡力，可见此问题比较突出，所以必须对转子进展动平衡，使其到达一定的标准动平衡是旋转类产品生产、制造过程中必须解决的一个根本共性问题，其优劣程度直接决定着产品的工作性能、使用寿命以及产品质量等而且，产品的动平衡测量及校正往往处于产品零件生产工序的末端，此前已经过初步铸造到最终成形等多道复杂工序，其平衡性能和工作效率等指标将直接影响到产品的最终质量评定、总体生产效率以及企业的本钱控制由于目前国内外生产的全自动平衡机，通过软硬件的改进，在信号采集、滤波等处理上提升性能，以提高测量系统及整机精度的研究颇多；此项研究偏重于去重校正系统局部的研究，力图通过样机实际生产制造的细节，提出一些理论观点和实践经历，供全自动动动平衡测试设备生产研究相关人员讨论参考，促进我国全自动平衡机的推广和应用1.2国内外研究状况动平衡的测量离不开动平衡机，动平衡机是动平衡技术的重要组成局部。

世界上第一台动平衡机的出现迄今已经有一百多年的历史了在上个世纪四十年代以前，转子的不平衡量的测量主要是在纯机械的设备上来完成的，不平衡量的测量没有什么精度可言，由于机械测量原理的限制，只能一种观测估算的方法相位的测量一般采用的仪器主要是千分表，不平衡相位的判断是利用机械系统谐振增加灵敏度完成的动平衡机技术的真正变革性的开展主要得益于电子和信息技术的迅速开展到上世纪五十年代的时候，绝大多数的平衡设备的测试系统都利用了电子测量技术，平面别离电路有效地消除了左右面的相互影响，由电机拖动的“标准转子〞大大提高了调整平衡机的效率[1][2]在这期间，一些通用的平衡机逐渐形成了系列化产品，与此同时，一些工业兴旺的国家开场逐渐开展测量与校正装置。