發(fā)布時間：2020-05-25 18:27

【摘要】：滾珠絲杠副是數控機床傳動機構的關鍵部件,滾珠絲杠副的運行狀態(tài)直接影響機床加工的精度和表面質量。本文主要以數控機床滾珠絲杠副部件為研究對象,分析該部件的故障形式,從而構建信號采集系統(tǒng),研究信號處理方法,最后實現滾珠絲杠副的故障診斷。論文主要內容如下:(1)基于Hertz接觸理論分析了滾珠絲杠副滾珠與滾道之間的受力情況,研究了滾珠絲杠副在不同工況下滾珠與滾道的磨損形式,分析了滾珠絲杠副常見的故障形式及影響。(2)分析了兩種滾珠絲杠副信號采集方法。利用OPC技術,采集SIEMENS 840D系統(tǒng)內滾珠絲杠副的運動速度信號及位置信號;構建了基于傳感器的滾珠絲杠副振動信號采集系統(tǒng),通過開發(fā)基于LabVIEW的采集軟件實現了振動信號的采集。(3)對滾珠絲杠副信號處理方法進行了研究。利用集合經驗模態(tài)分解方法對振動信號進行處理,得到信號的內稟模態(tài)函數分量特征值,結合對振動信號及速度信號的時頻域特征值分析,獲得信號大量特征值信息。利用核主元分析法對特征值信息進行降維處理,得到少量的主元量。分析BP神經網絡算法,將主元量作為輸入,滾珠絲杠副狀態(tài)量作為輸出,通過訓練建立了滾珠絲杠副故障診斷模型,并結合實驗進行了驗證。(4)設計并開發(fā)了基于網絡的滾珠絲杠副故障診斷系統(tǒng),實現了樣本數據處理及存儲和滾珠絲杠副故障診斷功能。系統(tǒng)開發(fā)時采用阿帕奇軟件作為網絡服務器、MySQL軟件作為數據庫服務器,利用PHP語言搭建了系統(tǒng)后臺程序,結合前端技術棧實現了用戶與后臺程序交互的界面。
【圖文】：

圖 1.1 五軸聯動龍門銑床研究內容如下：杠副滾珠與滾道載荷分析以及滾珠絲杠副故障分析給運動保證了刀具與工件相對位置關系，控制了機床加工的路徑。伺服進給系統(tǒng)還是閉環(huán)伺服進給系統(tǒng)，，工件的加工精度都要受到滾度的影響[37]。是將旋轉運動轉變成直線運動的裝置，滾珠絲杠副在加工過程中主絲杠副的主要受力單元。在滾珠絲杠副中，滾珠與絲杠、螺母滾道的受力會影響滾珠絲杠副的承載能力、運動特性，從而影響加工精度與滾道的載荷及接觸變形理論，并對實驗中滾珠絲杠副滾珠與滾道工作過程中性能逐漸衰退，傳動精度逐漸降低，最終導致滾珠絲杠準確評估滾珠絲杠副的性能狀態(tài)，本課題在計算滾珠絲杠副滾珠與上，分析了滾珠絲杠副主要的故障形式。杠副信息采集系統(tǒng)設計

第二章滾珠絲杠副載荷分布及故障分析滾珠絲杠副的工作原理是在絲杠副與螺母副中放置一定數量的滾珠，滾珠作為傳動的將絲杠副的轉動轉換為螺母副的直線運動。在滾珠絲杠副的研究中，往往將滾珠看做均勻在載荷較低的情況下，這種假設造成的誤差較小，但是當載荷較大時，滾珠絲杠副變形此時滾珠受力分布很不均勻。為了更好地分析滾珠絲杠副的故障情況，需要分析滾珠絲滾珠與滾道的受力情況。2.1 滾珠絲杠副載荷分析2.1.1 滾珠絲杠坐標系建立滾珠絲杠副的滾珠循環(huán)機構分為內循環(huán)機構和外循環(huán)機構兩種。內循環(huán)機構中，滾杠表面一直保持接觸狀態(tài)；外循環(huán)機構中，滾珠在螺母體內或體外返向運動�，F使用范的三種滾珠循環(huán)機構如圖 2.1。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG659

【參考文獻】

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本文編號：2680562