【技术实现步骤摘要】
一种盘类工件加工中的不平衡量在线监控及去重方法
本专利技术涉及一种盘类工件加工中的不平衡量在线监控及去重方法,属于精密超精密加工及自动化领域。
技术介绍
旋转机械的平衡性能主要取决于其回转机构,而盘类零件是回转机构的重要构成形式,如飞轮、刹车盘、车辆轮毂、砂轮、齿轮、皮带轮等。通常,该类零件回转半径较大,即使很小的不平衡质量也可能形成较大的不平衡量,进而在机构回转中激起较大的不平衡振动,影响机构性能与寿命。例如,飞轮作为卫星常用的角动量交换装置,其动平衡性能直接影响平台的稳定性;发动机飞轮组的不平衡将引起发动机的振动,严重时易引起缸体及飞轮壳的碎裂,同时也加速了曲轴及轴瓦的磨损,缩短了发动机的使用寿命;汽车刹车盘片作为汽车安全部件的一个重要部分,其平衡性能直接影响到车辆的运行安全与性能;汽车轮毂的不平衡会造成车辆在行驶中车轮抖动、方向盘震动的现象,在高速行驶时容易造成轮胎摆动、跳动,失去控制而造成的交通事故;砂轮的不平衡会直接造成工件表面质量和砂轮耐用度的下降,降低磨削的生产率,加剧磨床零件的损坏,产生噪声、恶化工作环境等。因此,动平衡是盘类零件生产、制造过程中必须解决的一个基本共性问题,其优劣程度直接决定了零件乃至整个转子系统的工作性能和使用寿命。目前,工业现场主要采用工艺动平衡方法对盘类工件实施动平衡,即首先把加工完成后的工件从机床上拆卸下来,再将其安装在专用的动平衡机上进行不平衡量的检测和标定。对于不平衡超标的盘类工件,则需重新返回机床加工或进行其它的特殊处理,以消除或减小盘类工件不平衡量。在实际应用中,工艺动平衡具有平衡效率和精度低,平衡成本高等方 ...
【技术保护点】
一种盘类工件不平衡量在线监控系统,其特征在于:通过监测主轴不平衡振动而间接测量盘类工件不平衡量;监控系统包括两个电涡流传感器(1)(5)、两个热电偶(3)(4)、一个光电传感器(2)、信号采集卡(6)、PC机(7)、CNC控制中心(8)及相应的信号线组成;电涡流传感器(1)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与主轴(9)非接触,用于测量主轴(9)前端振动位移信号;电涡流传感器(5)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与主轴(9)非接触,用于测量主轴(9)尾端振动位移信号;热电偶(3)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与轴承(11)外圈接触和固定,用于测量主轴前端轴承(11)温度信号;热电偶(4)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与轴承(10)外圈接触和固定,用于测量主轴尾端轴承(10)温度信号;光电传感器(2)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与卡盘(12)非接触,用于测量卡盘(12)上的基准信号;电涡流传感器(1)(5)、热电偶(3)(4)、光电传感器(2)所测量信号由信号采集卡(6)采集,并传输到PC机(7);信号采集卡(6)通过插槽与PC机(7)相连。
【技术特征摘要】
1.一种盘类工件不平衡量在线监控系统,其特征在于:通过监测主轴不平衡振动而间接测量盘类工件不平衡量;信息监测系统包括主轴前端电涡流传感器(1)、主轴后端电涡流传感器(5)、前轴承热电偶(3)、后轴承热电偶(4)、一个光电传感器(2)、信号采集卡(6)、PC机(7)、CNC控制中心(8)及相应的信号线组成;主轴前端电涡流传感器(1)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与主轴(9)非接触,用于测量主轴(9)前端振动位移信号;主轴后端电涡流传感器(5)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与主轴(9)非接触,用于测量主轴(9)尾端振动位移信号;前轴承热电偶(3)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与主轴前端轴承(11)外圈接触和固定,用于测量主轴前端轴承(11)温度信号;后轴承热电偶(4)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与主轴尾端轴承(10)外圈接触和固定,用于测量主轴尾端轴承(10)温度信号;光电传感器(2)通过数据线与信号采集卡(6)相连,端部与卡盘(12)非接触,用于测量卡盘(12)上的基准信号;主轴前端电涡流传感器(1)、主轴后端电涡流传感器(5)、前轴承热电偶(3)、后轴承热电偶(4)、光电传感器(2)所测量信号由信号采集卡(6)采集,并传输到PC机(7);信号采集卡(6)通过插槽与PC机(7)相连。2.根据权利要求1所述的监控系统,盘类工件加工的不平衡量在线监控及去重方法的特征在于:总体包括离线实验、在线监控和在线去重三个方面;离线实验实施步骤如下:步骤一,将主轴(9)工作转速离散为有限个实验转速点;并在每个实验转速下,根据主轴(9)工作中主轴前端轴承(11)、主轴尾端轴承(10)的温升情况,选取有限个离散的实验温度条件;步骤二,选取某一实验转速点:首先在冷态即常温、无试重条件下测量主轴(9)前、后端的初始不平衡振动;然后在卡盘(12)端面上施加一已知不平衡量,在实验转速下测量主轴(9)前、后端试重后的不平衡振动;进而基于影响系数法的基本原理,计算冷态条件下,卡盘(12)端面相对于主轴(9)前、后端振动监测点的影响系数;步骤三,机床在步骤二实验转速下运转,实时监测主轴前端轴承(11)、主轴尾端轴承(10)的温度信号,当温度达到实验温度条件时,采用步骤二同样的试重方法,测算该温度条件下卡盘(12)端面相对于主轴(9)前、后端...
【专利技术属性】
技术研发人员:张仕海,张子淼,闫利文,
申请(专利权)人:天津职业技术师范大学,
类型:发明
国别省市:天津;12
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