小質(zhì)量高速滾動(dòng)體動(dòng)不平衡量的檢測(cè)方法研究.pdf

1、高速軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的磨損及負(fù)荷沖擊時(shí)產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng),是誘發(fā)旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)故障的主要原因之一。在旋轉(zhuǎn)設(shè)備中，高速軸承中圓柱滾子不平衡產(chǎn)生的故障約占振動(dòng)故障的60％以上。近些年來(lái)，由于電子技術(shù)、信息技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的動(dòng)平衡技術(shù)有了很大的提高。然而,現(xiàn)有的動(dòng)平衡研究主要針對(duì)大中型滾動(dòng)體，較少涉及直徑D≤10mm、長(zhǎng)徑比接近1:1的微小滾動(dòng)體。與常規(guī)的大中型滾動(dòng)體相比,微型滾動(dòng)體具有質(zhì)量小、驅(qū)動(dòng)難度大、不平衡量微小等特點(diǎn),導(dǎo)致其不

2、平衡量的測(cè)量難度較大。國(guó)外對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速軸承等關(guān)鍵機(jī)械件中使用的微型軸承滾子都進(jìn)行出廠前的動(dòng)平衡檢測(cè),將合格的滾子分揀出來(lái)。由于技術(shù)原因，我國(guó)目前還未展開微小滾動(dòng)體的動(dòng)平衡檢測(cè)研究。因此,進(jìn)行微小滾動(dòng)體動(dòng)平衡測(cè)試技術(shù)的探索研究,有著十分重要的戰(zhàn)略價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以圓柱滾子軸承中的微型滾子為研究對(duì)象展開微小滾動(dòng)體動(dòng)不平衡量測(cè)量研究。針對(duì)微小滾動(dòng)體質(zhì)量小、驅(qū)動(dòng)難度大、不平衡量微小等特點(diǎn)，以動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型為理論指導(dǎo)

3、，使用 Recurdyn對(duì)動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)仿真，對(duì)動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)的重要參數(shù)進(jìn)行仿真分析，實(shí)現(xiàn)高精密動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)擺架的改進(jìn)與優(yōu)化，設(shè)計(jì)了一種基于 MEMS的微小滾動(dòng)體動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)，解決測(cè)試系統(tǒng)擺架質(zhì)量大、成本高、敏感性差等一系列問(wèn)題。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)表明，該測(cè)試系統(tǒng)更加有利于微小滾動(dòng)體不平衡量的檢測(cè)。本課題主要完成以下工作：
　　1、分析微小滾動(dòng)體動(dòng)平衡測(cè)試原理，使用Recurdyn建立動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)的多體動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)

4、該模型的彈簧剛度，彈簧阻尼和皮帶預(yù)緊力進(jìn)行系統(tǒng)的仿真分析。通過(guò)仿真分析，得出了彈簧剛度、彈簧阻尼、皮帶預(yù)緊力三組參數(shù)對(duì)微小滾動(dòng)體動(dòng)平衡檢測(cè)的影響規(guī)律，通過(guò)仿真響應(yīng)分析，為微小滾動(dòng)體動(dòng)平衡機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了理論依據(jù)，同時(shí)也驗(yàn)證了動(dòng)平衡虛擬樣機(jī)的有效性和仿真分析結(jié)果的正確性。
　　2、通過(guò)分析擺架參數(shù)對(duì)動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)振動(dòng)特性的影響，提出了基于MEMS的微小滾動(dòng)體動(dòng)平衡測(cè)試系統(tǒng)，把 MEMS加速度傳感器對(duì)稱嵌入到擺架支撐上，來(lái)測(cè)量擺架