干式真空泵整机性能及关键部件可靠性测试方法研究

发布时间：2017-08-08 05:02

  本文关键词：干式真空泵整机性能及关键部件可靠性测试方法研究

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【摘要】：干式真空泵是未来真空泵的发展趋势,具有广阔的市场。但国产干式真空泵的可靠性不高,平均无故障运行时间短,这阻碍了国产干式真空泵的发展。为了提高干式真空泵的可靠性,本文进行了干式真空泵整机性能及关键部件可靠性测试方法的研究。首先,设计和搭建了基于力控组态软件的整机监测平台,对泵的运行状态及运行过程中的动态参数进行提取,为设计人员提供了基础数据。针对干式真空泵的剐蹭故障,研制了一套基于硬件包络解调原理的电路,成功的提取了故障信号。其次,轴承是干式真空泵的关键旋转部件,对可靠性的影响很大。本文利用振动测试的方法,综合振动有效值、峭度、倒频谱、包络谱等信号特征,对故障轴承的故障原因进行分析,在此基础上制定了一套轴承检测工艺规程,保证了装机轴承的可靠性。再次,针对干式涡旋真空泵的振动平衡问题,从其工作原理、机械动力学模型、渐开线型线的理论偏心等方面进行了分析。提出了核心部件的动平衡设计方法并用SolidWorks进行了三维建模,其中包括动涡旋盘的质心调整,扇叶上下两个扇区厚度差异设计,完成了整套的动平衡工艺方法,并用Fluent对关键部件进行空气动力学的仿真,并依此设计和制作了专用夹具。通过整套的平衡工艺,涡旋泵整机动平衡精度可达0.2g以下,工作过程中的振动数值降到1mm/s左右,减振效果明显,平均用时15分钟,生产效率得到了极大提高。通过以上三方面的工作,获取了干泵运转过程中的动态数据;成功提取剐蹭故障信号;确保了装机轴承的质量;降低了涡旋泵的振动幅值,有效的提高了干泵产品的可靠性品质。
【关键词】：干式真空泵 可靠性 监控系统 轴承故障诊断 动平衡
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB752
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 真空泵简介12
• 1.2 干式真空泵12-13
• 1.2.1 干式真空泵的定义12
• 1.2.2 干式真空泵的应用领域12-13
• 1.3 国内干式真空泵发展现状13-14
• 1.4 研究的内容和意义14-16
• 1.4.1 本课题要解决的问题14-15
• 1.4.2 研究的意义15-16
• 第2章 整机监测平台的搭建16-40
• 2.1 爪泵的功能特点16-17
• 2.2 基于组态软件的监控系统17-31
• 2.2.1 力控组态软件的原理与特点17-19
• 2.2.2 力控组画面的制作19-21
• 2.2.3 监控平台的I/O设备驱动21-23
• 2.2.4 创建实时数据库23-24
• 2.2.5 动态画面连接24-25
• 2.2.6 程序脚本动作25
• 2.2.7 传感器的选取25-29
• 2.2.8 智能模块的选取29-30
• 2.2.9 Modbus通讯30-31
• 2.3 基于硬件包络解调的故障检测31-39
• 2.3.1 多级爪泵剐蹭故障原因与特点31-33
• 2.3.2 传感器原理及其选型33-35
• 2.3.3 压电传感器供电电路35
• 2.3.4 状态变量滤波器电路设计35-37
• 2.3.5 全波检波电路37-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第3章 干式真空泵轴承故障检测40-58
• 3.1 干式真空泵轴承工作环境分析40-41
• 3.1.1 干式真空泵轴承的安装结构40-41
• 3.1.2 干式真空泵轴承的润滑环境41
• 3.2 滚动轴承的常见故障形式及其原因41-42
• 3.3 基于振动信号的轴承故障检测42-49
• 3.3.1 基于振动信号的轴承故障检测的发展42-43
• 3.3.2 振动信号的时域分析法43-45
• 3.3.3 振动信号的频域分析法45-46
• 3.3.4 振动信号的包络分析法46-49
• 3.4 智能化轴承振动检测仪的原理及功能49-51
• 3.4.1 软硬件系统构成50
• 3.4.2 功能分析50-51
• 3.5 轴承测试实验51-57
• 3.5.1 企业内部轴承使用规程的确立51-53
• 3.5.2 角接触轴承（C211HY1）故障诊断53-57
• 3.6 本章小结57-58
• 第4章 干式涡旋真空泵振动平衡工艺58-80
• 4.1 干式涡旋真空泵的发展现状58-60
• 4.1.1 国内市场前景58-59
• 4.1.2 国内外干泵的产品和特点59-60
• 4.2 干式涡旋真空泵的工作原理及结构60-61
• 4.2.1 干式涡旋真空泵的排气原理60
• 4.2.2 干式涡旋真空泵的结构60-61
• 4.3 动涡旋盘三维模型的建立61-64
• 4.3.1 SolidWorks软件的功能及特点61-62
• 4.3.2 AutoCAD VBA的功能特点62
• 4.3.3 三维实体的建立62-64
• 4.4 干式涡旋真空泵平衡结构及动力分析64-65
• 4.4.1 干式涡旋真空泵平衡结构64
• 4.4.2 干式涡旋真空泵平衡动力分析64-65
• 4.5 干式涡旋真空泵动平衡结构设计65-68
• 4.5.1 动涡旋盘动平衡结构设计65-67
• 4.5.2 扇叶动平衡设计67-68
• 4.6 干式涡旋真空泵动平衡工艺设计68-70
• 4.6.1 动涡旋盘单面动平衡68-69
• 4.6.2 配重扇叶的动平衡69-70
• 4.6.3 整机动平衡70
• 4.7 刚性转子动平衡原理70-75
• 4.7.1 静不平衡和力偶不平衡70-71
• 4.7.2 双平面动平衡71-73
• 4.7.3 影响系数法73-75
• 4.8 IMB500智能化动平衡测试系统75-76
• 4.9 动平衡实验测试76-78
• 4.10 试验结论78-79
• 4.11 本章小结79-80
• 结论80-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果84-85
• 致谢85-86
• 附录86-88

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本文编号：638280