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测功机传动装置轴承液压加载测试系统的研究

发布时间:2018-04-16 19:27

  本文选题:测功机传动装置轴承 + 液压伺服加载 ; 参考:《青岛科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:测功机传动装置中非常重要的零部件就是用于支撑其中间转轴的轴承,该处轴承的强度、抗疲劳破坏的能力以及使用寿命等性能直接影响到测功机的测试精度和工作可靠性,因此该处轴承各项性能参数必须要进行实验测试并通过测试来分析该处轴承对应不同工况下的使用寿命以及影响其使用寿命的因素,从而可以指导我们在生产实践中定期维护或更换该处轴承以确保测功机的测试精度和工作可靠性。因此对本课题的研究非常具有实际意义。本文首先介绍了国内外轴承试验台发展状况,根据测功机传动装置轴承的结构参数和实际工况提出了测功机传动装置轴承液压加载测试系统的主要设计要求,确定了该测试系统的总体结构设计方案,对该测试系统的关键装置或结构进行了选型或设计,并应用ANSYS Workbench软件对该测试系统主轴分别进行了静力学分析和振动模态分析,分析了该测试系统主轴的强度和刚度以及其各阶模态固有频率、振型和临界转速,从而验证了该测试系统主轴的结构设计是合理的。其次,根据本系统液压伺服加载的技术要求,完成了该液压伺服加载系统的设计与主要液压元件的选型计算,接着对液压伺服加载系统进行了数学建模,推导出其传递函数,利用MATLAB软件分别对其稳定性和动态性能进行了仿真分析,并采用PID控制策略对其进行了校正,确定了该液压伺服加载系统的加载力闭环控制模块的PID参数,从而确保了该液压伺服加载系统能够满足技术要求。最后,对其测控系统进行了总体方案设计,分别对该测控系统所需的测力传感器、温度传感器和可编程逻辑控制器PLC等主要硬件进行了选型和配置,并对该测控系统进行了程序设计,采用三菱FX2N系列PLC编程软件GX-Developer编写了该测控系统下位机PLC的关键控制程序,从而实现本系统的液压加载力的PID闭环控制。本文设计的测功机传动装置轴承液压加载测试系统能够很好地模拟测功机传动装置轴承的实际工作状况,可以精确地控制给该轴承施加的加载力和测试系统主轴转速,实时采集和监测该轴承的温度和加载力等各项参数,从而达到了对该轴承的性能和寿命精确测试的目的。
[Abstract]:The most important part of dynamometer transmission is the bearing which is used to support its intermediate shaft. The strength of the bearing, the ability to resist fatigue damage and the service life of the dynamometer have a direct impact on the testing accuracy and working reliability of the dynamometer.Therefore, the performance parameters of the bearing must be tested and tested to analyze the service life of the bearing under different working conditions and the factors affecting its service life.It can guide us to maintain or replace the bearings regularly in production practice to ensure the accuracy and reliability of the dynamometer.Therefore, the study of this topic is of great practical significance.This paper first introduces the development of bearing test bed at home and abroad, and puts forward the main design requirements of hydraulic load test system of dynamometer transmission device bearing according to the structural parameters and actual working conditions of dynamometer transmission device bearing.The overall structure design scheme of the test system is determined, the key device or structure of the test system is selected or designed, and the static analysis and vibration modal analysis of the main shaft of the test system are carried out by using ANSYS Workbench software.The strength and stiffness of the main shaft of the test system and the natural frequency, mode shape and critical speed of each order of the spindle are analyzed, and the structural design of the main shaft of the test system is verified to be reasonable.Secondly, according to the technical requirements of the hydraulic servo loading system, the design of the hydraulic servo loading system and the selection and calculation of the main hydraulic components are completed. Then, the mathematical model of the hydraulic servo loading system is established and its transfer function is deduced.The stability and dynamic performance of the hydraulic servo loading system are simulated and analyzed by using MATLAB software, and the PID control strategy is used to correct it. The PID parameters of the closed loop control module of the hydraulic servo loading system are determined.Thus, the hydraulic servo loading system can meet the technical requirements.Finally, the overall scheme of the measurement and control system is designed. The main hardware such as force sensor, temperature sensor and programmable logic controller (PLC) are selected and configured respectively.The program of the system is designed, and the key control program of PLC is programmed by Mitsubishi FX2N series PLC programming software GX-Developer, which realizes the PID closed loop control of the hydraulic loading force of the system.The hydraulic load test system designed in this paper can simulate the actual working condition of the dynamometer drive, and can accurately control the loading force applied to the bearing and the spindle speed of the test system.The parameters of the bearing such as temperature and loading force are collected and monitored in real time, so the performance and life of the bearing can be measured accurately.
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH132

【参考文献】

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本文编号:1760272

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