电阻应变片封装用精密压力加载设备设计

发布时间：2017-08-25 16:30

  本文关键词：电阻应变片封装用精密压力加载设备设计

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【摘要】：电阻应变片是电测行业中应用最普遍的产品,具有重量轻、尺寸小、测量精度高、应用范围广以及很好的抗疲劳性和稳定性等优点,广泛应用于实验应力分析、工程结构评估、自动检测与控制等技术行业。随着电测技术的快速发展,市场对电测产品的质量、数量提出了更高的要求。本文根据某电测产品生产企业的技术现状和实际需求,针对电阻应变片封装成型过程中的压力加载问题,设计了一套电阻应变片封装用精密压力加载设备。首先,以技术要求和性能要求为依据,提出了总体设计思路,接着进行了总体结构设计及布局,并分别对机械结构和控制原理进行了总体设计。然后,对滚珠丝杠压力加载机构、伺服电机、同步带传动机构等进行了选型计算及校核,利用Solidworks软件对机架、电机支架等零部件进了三维设计及装配,并且设计出了它们的工程图。利用Solidworks Simulation模块对工作台进行了静力学分析,对机架进行了频率分析,分析结果表明工作台最大变形量为24.23μm,最大应力值为125 MPa,满足刚度和强度要求,机架最小固有频率为67.73 Hz,满足稳定性要求。分析了压力加载控制策略,介绍了伺服电机控制模式、伺服驱动器各接口端子和控制系统软件,设计了控制系统硬件。最后,计算了压力加载的理论精度,脉冲当量为1μm/脉冲时,压力加载精度为0.5±0.0012 N,并且搭建了试验平台,进行了压力加载试验,试验结果表明实际加载压力值均在设定压力值的0.1%误差范围内,加载精度符合技术要求。该精密压力加载设备已在企业生产中得到实际应用,不仅达到了预期要求,满足了用户需求,而且结构简单紧凑、维护维修方便、控制精度高,提高了产品生产效率,降低了产品生产成本,取得了较好的经济效益。
【关键词】：电阻应变片 精密压力加载设备 机械结构设计 计算分析 控制系统设计
【学位授予单位】：陕西理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM930.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题背景介绍10-12
• 1.2 课题研究意义12-14
• 1.3 课题国内外发展现状14-15
• 1.4 论文主要研究内容15-17
• 第2章 精密压力加载设备总体设计方案17-28
• 2.1 技术要求17
• 2.2 性能要求17-18
• 2.3 总体设计思路18
• 2.4 电阻应变片封装成型弹簧工装18-20
• 2.5 总体结构设计20-26
• 2.5.1 精密压力加载装置整体结构设计23-25
• 2.5.2 精密压力加载设备控制原理25-26
• 2.6 精密压力加载设备工作原理26-27
• 2.7 本章小结27-28
• 第3章 主要零部件选型计算及设计28-56
• 3.1 滚珠丝杠压力加载机构选型计算28-34
• 3.1.1 结构分析28-30
• 3.1.2 选型计算30-34
• 3.2 伺服电机选型计算34-38
• 3.2.1 伺服电机简介34-36
• 3.2.2 选型校核36-38
• 3.3 同步带、同步轮选型计算38-47
• 3.3.1 带传动概述38-39
• 3.3.2 同步带构造、分类及应用39-40
• 3.3.3 同步带传动设计计算40-47
• 3.4 机架设计47-53
• 3.4.1 机架的定义及分类47-48
• 3.4.2 机架的设计方法48-49
• 3.4.3 机架设计49-53
• 3.5 其他零部件设计53-54
• 3.6 本章小结54-56
• 第4章 机架有限元分析56-62
• 4.1 有限元分析软件介绍56
• 4.2 工作台静力学分析56-58
• 4.3 机架频率分析58-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 控制系统设计62-75
• 5.1 压力加载控制策略62-63
• 5.2 交流伺服电机基本控制模式63-65
• 5.2.1 位置控制模式63
• 5.2.2 速度控制模式63-64
• 5.2.3 转矩控制模式64-65
• 5.3 控制系统设计65-74
• 5.3.1 控制系统硬件设计65-71
• 5.3.2 控制系统软件简介71-74
• 5.4 本章小结74-75
• 第6章 试验结果及分析75-83
• 6.1 试验平台75-76
• 6.2 压力加载精度理论分析76
• 6.3 试验步骤76-77
• 6.4 试验结果及分析77-81
• 6.5 本章小结81-83
• 结论及展望83-85
• 参考文献85-90
• 附录90-92
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果92-94
• 致谢94

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本文编号：737488