数控外圆磨床砂轮架主轴可靠性试验系统的研究

发布时间：2017-08-06 04:03

  本文关键词：数控外圆磨床砂轮架主轴可靠性试验系统的研究

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【摘要】：数控外圆磨床主要用于成批轴类零件的端面、外圆及圆锥面的精密磨削,是基础制造能力构成的核心。目前国内研发的数控外圆磨床在精度、速度和效率的方面取得很大进步,主要差距体现在数控外圆磨床的可靠性低。我们可以把数控机床简化成由若干功能部件组成的串联系统,可以说关键功能部件的可靠性在很大程度上决定了数控机床的可靠性,因此研发关键功能部件可靠性试验系统对提高数控磨床整机的可靠性有很大的助益。本文在国家科技重大专项支持下开展数控外圆磨床砂轮架主轴可靠性试验系统的研制和可靠性试验方法的研究,在数控磨床生产企业、用户企业和高校的共同努力下,成功研制了基于MKS1632型数控外圆磨床砂轮架主轴可靠性试验系统,并制定了实验室可靠性试验方法,这对提高国产砂轮架主轴系统可靠性设计和评估具有重大意义。本文的主要框架如下:首先,为了使砂轮架主轴系统可靠性试验台设计更合理,有目的性的对故障率较高的部位添加传感器以及开发试验方法,研究人员利用从用户企业采集到的故障数据,对砂轮架主轴系统进行FMEA分析,确定其故障部位、故障模式、故障原因及故障影响。其次,在对砂轮架主轴系统受力分析的基础上,设计了砂轮架主轴可靠性试验系统,轴向力和径向力采用压电陶瓷加载,扭矩采用磁粉制动器加载,并对其加载可行性进行了软件仿真和试验验证。然后,基于VB搭建了试验台控制系统,实现对砂轮架主轴可靠性试验系统的集成控制、状态显示及故障数据的记录及查询等功能。最后,分析处理现场采集的典型工艺数据,得到砂轮架主轴系统的常用载荷谱模型,这为实验室可靠性加载提供了理论依据,参照相关国家或者行业标准,制定了砂轮架主轴系统实验室可靠性试验方法、故障判据与计数原则、试验数据的处理方法。
【关键词】：数控外圆磨床 砂轮架主轴系统 FMEA 可靠性试验系统
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG596
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景与来源9-11
• 1.1.1 课题背景9-11
• 1.1.2 课题来源11
• 1.2 课题研究的目的和意义11-13
• 1.3 课题的国内外发展和现状13-16
• 1.3.1 数控机床可靠性国内外现状13
• 1.3.2 砂轮架主轴系统国外研究现状13-14
• 1.3.3 可靠性试验技术的国外研究现状14-16
• 1.4 本文主要研究内容16-17
• 第2章 砂轮架主轴系统故障分析17-27
• 2.1 砂轮架主轴系统的结构与工作原理17-20
• 2.1.1 砂轮架主轴系统的布置方式17-18
• 2.1.2 砂轮架主轴系统的结构18-19
• 2.1.3 砂轮架主轴系统的工作原理19-20
• 2.2 砂轮架主轴系统的FMEA分析20-26
• 2.2.1 外圆磨床子系统划分20-22
• 2.2.2 故障部位分析22
• 2.2.3 故障模式分析22-23
• 2.2.4 故障原因分析23-24
• 2.2.5 故障影响分析24
• 2.2.6 砂轮架主轴系统的FMEA表24-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 砂轮架主轴系统加载方法研究27-45
• 3.1 砂轮架主轴系统的受力分析27-29
• 3.2 可靠性试验系统的方案设计29-34
• 3.2.1 加载方案的初步拟定29-30
• 3.2.2 加载结构的详细设计30-34
• 3.3 加载方案可行性论证34-43
• 3.3.1 磁粉制动器模拟加载试验34-37
• 3.3.2 压电陶瓷轴力加载试验37
• 3.3.3 试验台关键零部件动静态特性分析37-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第4章 试验台控制系统设计开发45-57
• 4.1 控制系统功能分析45-46
• 4.2 试验台控制系统硬件配置46-48
• 4.2.1 力传感器选型46-47
• 4.2.2 扭矩转速传感器及转矩转速采集仪47-48
• 4.2.3 WLK程控电源48
• 4.3 控制系统电路设计48-49
• 4.4 控制软件设计49-54
• 4.4.1 编程语言49
• 4.4.2 控制流程图49-51
• 4.4.3 软件设计51-54
• 4.5 本章小结54-57
• 第5章 砂轮架主轴系统可靠性试验方法57-65
• 5.1 实验室可靠性试验方法57-63
• 5.1.1 试验要求57-58
• 5.1.2 空运转试验58-59
• 5.1.3 力加载试验59-61
• 5.1.4 扭矩加载试验61-63
• 5.2 故障判据与计数原则63-64
• 5.2.1 故障判据63
• 5.2.2 计数原则63-64
• 5.3 试验数据处理方法64
• 5.4 本章小结64-65
• 第6章 总结与展望65-67
• 参考文献67-73
• 附录73-79
• 硕士期间的研究成果79-80
• 致谢80

【参考文献】

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本文编号：628238