法拉盘毕业论文

数控机床旋转进给系统的状态空间模型及性能分析摘要：高性能多坐标数控机床的摆头、转台等旋转进给系统多采用永磁同步伺服电机进行直接驱动，其控制问题较常规进给系统更为复杂。因此建立更为科学的适用于直接驱动的永磁同步电机的数学模型对提高旋转进给系统的控制水平具有重要意义。本文提出在矢量控制的基础上建立直接驱动用永磁同步电机的状态空间模型的方法，并运用现代控制理论对系统的能控性、可观测性及稳定性等进行分析和计算以及对系统进行极点配置，并用Simulink进行了系统仿真，为数控机床旋转进给伺服系统的设计和分析提供了理论基础和分析方法。关键词：旋转进给；直接驱动；永磁同步电机；中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2007)08-0040-05State space model and performance analysis of numerical controlmachine rotary feed systemZHANG Ao, ZHOU Kai(Department of Precision Instrument and Mechanics,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract: Rotary feed system such as pendulum head and revolving table of high-powered multicoordinatesnumerical control machine adopts PMSM to drive directly. It's more complex tocontrol than the conventional feed system. So it's significative to set up mathematic modelof PMSM which is applicable for the direct drive more scientifically in order to improve thecontrol level of rotary feed system. Thus a modeling of PMSM method for state spaceequation modeling of PMSM based on vector control is proposed. The controllability,observability, stability and Pole assignment are analysed by modern control theory. And thesystem emulation is finished by Simulink. This method offers theoretical basic and analyticalmethod for rotary feed servo system designing of numerical control machine.Key words: rotary feed; direct drive; PMSM; state space equation0 前言高性能数控机床的旋转进给伺服系统，特别是直接驱动伺服系统（即取消了从电动机到执行机构或负载之间的一切机械中间传动环节，把传动链的长度缩短为零。）广泛使用永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor, PMSM)作为控制对象。其优点是结构简单，运行可靠，通过在结构上采取措施，如采用高剩磁感应、高矫顽力和稀土类磁铁等，可比直流电动机的外形尺寸约减少1/2，重量轻60%，转子惯量可减小到直流电动机的1/5 。[2]还应该看到，传统驱动系统由于传动环节的存在，控制环节的受力较小，系统对扰动的敏感度相对较低，而直接驱动伺服系统，负载与控制环节之间几乎是直接相联，没有传动链的缓冲，因此控制环节受力较大，对扰动比较敏感，这可能会对系统的动态性能造成影响；同时，摆头与转台的特点是要承受低速大负载，因此其大负载条件下的低速平稳性也是系统设计中的一个重要问题。因此，对于此类数控机床转台、摆头等旋转进给直接驱动系统而言，其控制问题较常规进给系统更为复杂。在工程实际中多采用基于矢量变换控制的经典3 环控制方法进行系统控制，其建立控制模型的基础是经典控制理论，即对系统使用传递函数加以描述，将某个单变量（如转速等）作为输出，直接和输入（如电压等）联系起来。但实际上系统除了输出量外还包含其它相互独立的变量，而微分方程或传递函数对这些内部的中间变量是不便描述的，因而不能包含系统的所有信息，不能完全揭示系统的全部运动状态。而若应用现代控制理论的状态空间法分析系统，其动态特性是由状态变量构成的一阶微分方程组来描述的，它能反映系统全部独立变量的变化，确定系统全部内部运动状态，方便地处理初始条件。因此可以更为全面的表征系统以及系统内部变量的关系，尤其适合应用于非线性、多输入－多输出系统。[5]综上所述，旋转进给直接驱动伺服系统是一个强耦合、非线性的复杂系统，因此用状态空间法来进行建模是更为科学和有效的。本文在矢量控制的基础上通过状态空间法建立永磁同步电机状态空间模型，并应用现代控制理论的各种方法对模型进行全面的分析，为进一步应用先进的控制方法对系统进行控制打下坚实的基础。1 PMSM 的数学模型我们考虑的是正弦型永磁同步电动机系统。该电动机具有正弦形的反电动势波形，其定子电压、电流也为正弦波形。假设电动机是线性的，参数不随温度等变化，忽略磁滞、涡流损耗，转子无阻尼绕组。基于电动机统一理论的结论可以得到，转子坐标系（d－q轴系）中永磁同步电动机定子磁链方程为：（1）其中：——转子磁钢在定子上的耦合磁链；Ld、Lq——永磁同步电动机的直、交轴主电感；、 ——定子电流矢量的直、交轴分量。PMSM 定子电压方程为： （2）其中， 、——定子电压矢量us的d、q轴分量；w——转子电角频率。PMSM 的转矩方程为： （3）电动机转矩系数Kt 为：Kt ＝ pmyr此外，电动机系统还要满足基本运动方程：（ 4）其中，n ——电动机转速；wr ——转子机械角速度，w=pmwr ；Td、TL ——电动机的电磁转矩和负载转矩。采用现代控制理论的状态方程对永磁同步电机进行数学建模。若采取矢量控制，一般要求id=0，但是状态方程中不出现md和id是不合理的。因为在id=0的控制模式中，只是要求id的取值等于0，但id的实际值并不一定总是等于0（特别是在动态过程中）。同时，ud的实际数值也不会等于0。因此，必须将ia也作为状态变量，将md 也作为控制变量，由控制器根据所有状态变量（包括id）的取值进行控制。因此取状态变量 ，q 为转子位置角。将（1）式带入（2）式的第2 式，由（3）式和（4）式可得，则永磁同步电机的状态方程为( ) ：(5)由此可见，该系统是一个非线性时变系统，且在系数矩阵中含有wr，id，iq状态变量的交叉相乘项，因此需要进行系统解耦，令因此采取id=0的矢量控制方法，uq'=uq，TL'=TL，系统可化为线性系统。取ud，uq 为控制量，负载转矩TL 作为扰动处理，因此单独提出，则系统化为=AX+BU+B0TL 的形式，则原系统化为：(6)2 PMSM 系统的分析PMSM 的参数如下：则系统状态空间方程为：2.1 多项式模型将状态空间模型转换为多项式模型，系统的传递矩阵为：2.2 能控性与可观测性分析状态完全能控的充分必要条件是系统的能控矩阵的秩为n。状态完全能观测的充分必要条件是能观测矩阵的秩为n。计算可得，系统的能控矩阵秩为4，满秩，则系统状态是完全能控的。系统的能观测矩阵的秩为4，满秩，则系统状态是完全可观测的。2.3 控制系统的稳定性分析对于由状态空间模型表示的系统，其系统稳定的充分必要条件是：系统矩阵A 的特征值全部具有负实部。eig(a)'=1.0e+002 *[0 -1.2069 - 0.8066i -1.2069 +0.8066i -2.1212]由于系统矩阵a 的特征值中有一个是零，因此该系统是临界稳定的。由于能控矩阵的秩为4，满秩，因此可以通过状态反馈配置极点使得系统稳定。2.4 多输入控制系统的极点配置对于多输入系统的极点配置的基本思路是：首先求一状态反馈，使得其闭环系统对某一输入（例如第一个输入）是能控的，再按单输入系统配置极点的方法进行极点配置[5]。图1 极点配置的闭环系统框图期望极点为：1.0e+002 *[-0.1 -1.2069 -0.8066i -1.2069 + 0.8066i -2.1212]（1）构造Q、S 矩阵。，由系统可得，n=4,m=2，u1+u2=4，a 为Q-1 的最后一行向量。（2）先按能控标准型进行极点配置。对 单输入系统进行极点配置。的特征多项式为，所期望的特征多项式为，则增益阵为:（3）求化为能控标准型的变换矩阵T，即则增益阵返回原坐标系为（4）使原系统（A，B）实现极点配置的状态反馈为:2.5 系统仿真系统位置状态向量对阶跃信号的响应：图2 极点配置前位置状态向量的阶跃响应图3 极点配置后位置状态向量的阶跃响应系统位置状态向量对速度信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）：图4 极点配置前的速度信号跟踪曲线系统位置状态向量对正弦信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）图5 极点配置后的速度信号跟踪曲线图6 极点配置前的正弦信号跟踪曲线图7 极点配置后的正弦信号跟踪曲线由此可见，通过极点配置使系统稳定，且对各种输入信号的响应有很大改善，具有很好的跟踪性能，这对于随动系统来说是十分重要的。3 总结使用状态空间方程表征系统，可以把系统的状态与系统的输入和输出联系起来，并在系统的内部变量与外部输入和测量输出之间建立联系，保存系统内部特性的信息，因此模型更为精确和科学。本文即在矢量控制的基础上提出了一种建立完整的永磁同步电机状态空间模型的方法。根据此模型，运用现代控制理论的各种方法对系统性能进行了分析和计算，分析表明该系统具有完全能控性、完全可观测性以及临界稳定性，通过状态反馈配置极点的方法使得系统稳定，使状态变量对输入信号有很好的跟踪性能。为进一步分析和设计控制系统提供了有效的方法和思路。参考文献：[1] 欧阳黎明.MATLAB控制系统设计[M].北京:国防工业出版社,2001.[2] 张崇巍,李汉强.运动控制系统[M].武汉:武汉理工大学出版社,2002.[3] 李三东,薛花.基于Matlab永磁同步电机控制系统的仿真建模[J].江南大学学报,2004,(2):115-120.[4] 杨平,马瑞卿,张云安.基于Matlab永磁同步电机控制系统的建模仿真方法 [J].沈阳工业大学学报,2005,(4):195-199.[5] 侯媛彬,嵇启春,张建军,杜京义.现代控制理论基础[M].北京大学出版社,2006.[6] 孙亮. MATLAB语言与控制系统仿真[M].北京:北京工业大学出版社,2006国物流管理逐渐走向社会化和供应链化的形势下，必须接合具体企业的物流运作管理实际，根据精益物流的基本原则和企业信息化状况，通过理论与应用的研究，在精益供应链物流管理原型系统的基础上不断修改和完善，不断地进行研究和实践，以此来推动我国制造企业精益供应链物流管理信息系统的发展。参考文献：[1] 乌跃.论精益物流系统[J].中国流通经济,2001(5):11-13.[2] (美)詹姆斯·P. 沃麦克, (英)丹尼尔·T. 琼斯, 沈希瑾,张文杰,李京生.精益思想:消灭浪费,创造财富[M].北京:商务印书馆,1999．[3] RICHARD Wilding. Lean, Leaner, Leanest[J]. InternationalJournal of Physical Distribution & Logistics Management1996,25(3/4)20.[4] 王之泰. 物流工程研究[M].北京:首都经济贸易大学出版社,2004．[5] 田宇,朱道立.精益物流[J].物流技术,1999(6):19-21.[6] LIU X Q, MA S H. Supply chain logistics circulation quantityand response time calculation model[J].WSEAS Transactionson Systems, 2006,5(4):643-650.__PLC 在机床数控改造中的典型应用邵晓嵬, 任有志, 王燕丽(河北科技大学机械电子工程学院, 石家庄050054)摘要: 讨论了利用可编程控制器对机床进行数控改造的具体方案和一般步骤,并以锯片切割机的改造为例介绍了利用西门子公司S7 - 200 系列可编程控制器进行改造的具体过程,阐述了机床数控改造后的应用效果及其未来的社会和经济效益。关键词: 可编程控制器; 机床; 数控改造中图分类号: TG51 文献标志码: A 文章编号:100320794 (2007) 1120147202Typical Application of PLC in NC Transformation for Machine ToolSHAO Xiao - wei , REN You - zhi , WANGYan - li(College of Mechanical and Electronic Engineering ,Hebei University of Science & Technology , Shijiazhuang 050054 ,China)Abstract :Discussed how to use the programmable logical controller (PLC) to deal with the transformation inmachine tool , particularly introduced the whole process of transformation on incise machine based on SIEMENSS7 - 200 PLC. Finally expatiate the effect of NC transformation and its coming benefit .Key words :programmable logical controller (PLC) ; machine tool ; NC transformation0 前言在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的继电器- 接触器控制方式,这些机床触点多、线路复杂,使用多年后,故障多、维修量大、维护不便、可靠性差,严重影响了正常的生产。还有一些旧机床虽然还能正常工作,但其精度、效率、自动化程度已不能满足当前生产工艺要求。对这些机床进行改造势在必行,改造既是企业资源的再利用,走持续化发展的需要,也是满足企业新生产工艺,提高经济效益的需要。1 解决方案利用PLC 对旧机床控制系统进行改造是一种行之有效的手段。采用PLC 进行控制后,机床控制电路的接线量大大减少,故障率大大降低,提高了设备运行的稳定性和使用率,增强了可靠性,减小了维修,维护工作强度。当机床加工程序发生变化时,只需要修改PLC的程序就可以进行新的加工,更改较方便,有助于提升机床的应用。由于具有通信功能,采用可编程控制器进行机床改造后,可以与其他智能设备联网通信,在今后的进一步技术改造升级中,可根据需要联入工厂自动化网络中。2 改造过程、步骤及应用实例(1) 深入了解原有机床的工作过程,分析整理其控制的基本方式、完成的动作时序和条件关系,以及相关的保护和联锁控制,尽可能地与实际操作人员充分交流,了解是否需要对现有机床的控制操作加以改进,提高精度、可操作性和安全性等;如有需要,在后续的设计中予以实现。(2) 根据分析整理的结果,确定所需要的用户输入P输出设备。由于是对旧机床的改造,在保证完成工艺要求的前提下,最大限度地使用原有机床的输入P输出设备,如: 按钮、行程开关、接触器、电磁阀等,以降低改造成本。(3) PLC 机型选择。根据输入P输出设备的数量与类型,确定所需的IPO 点数。确定IPO 点数时,应留有20 %左右的裕量,以适应今后的生产工艺变化,为系统改造留有余地。由IPO 点数,利用一条经验公式:总内存字数= (开关量输入点数+ 开关量输出点数) ×10 + 模拟量点数×150来估算内存容量。在估算出内存字数后,再留25 %的裕量。据此,选择合适的机型。(4) 设计并编制IPO 分配表,绘制IPO 接线图。应注意到:同类型的输入点或输出点应尽量集中在一起,连续分配。(5) 进行程序设计。可借鉴机床原有继电器控制电路图,加以修改和完善。完成程序设计后,应进行模拟调试。(6) 模拟调试后,进行现场系统调试。调试中出现的问题逐一排除,直至调试成功。最后还应进行技术资料整理、归档。图1 IPO 接线图下面是对某锯片切割机的数控改造过程,机床的各控制过程如下:(1) 主轴电机的控制。起动,停止;(2) 进给电机控制。工作台纵向进给到与锯片相切的位置,之后工作台横向快速进给锯片,完成后工作台慢速移动后退,其间锯片主工作台变速旋转一个锯齿的角度,两运动同时进行插补出一个锯齿圆弧;(3) 冷却泵电机的起动控制以及相关的保护、联锁控制,工作台的各运动方向的超程保护,各运动方向的联锁控制等。确定所需的用户输入P输出设备。根据设备的硬件条件分析出,面板上有6 个按钮需占6 个数字输入口,一个BCD 拨码开关占用4 个输入口,一条直线光栅尺占用3 个输入口,一个三位状态旋钮占2 个输入口,执行元件为3 个步进电机和2 个异步电机,其中3 个步进电机共需8 个数字输出口,砂轮主电机和冷却泵各需1 个输出口,报警指示灯和上电指示灯各需1 个输出口。为保证安全起见,热继电器不接入输入端,而直接接在PLC 的输出端;合计输入点数15 点,输出点数12 点。考虑到要留有20 %左右的裕量,所以IPO 点数要在30 个点以上。因此,选用西门子公司S7 - 200 系列226 型号的PLC ,其输入点数24 点,输出点数16 点, IPO 总点数40 点;编制IPO 分配表(见表1) ,绘制IPO 接线图(见图1) ;借助机床原有的继电器控制电路图,进行程序设计,编写STL 结构化程序语言;模拟调试及现场系统调试,完成技术资料的归档。表1 IPO 分配表输入输出I0. 0 BCD 拨码开关1 位Q0. 0 W轴CP 端I0. 1 BCD 拨码开关2 位Q0. 1 X轴PY轴CP 端I0. 2 BCD 拨码开关3 位Q0. 2 W轴DIR 端I0. 3 BCD 拨码开关4 位Q0. 3 W轴FREE 端I0. 4 启动Q0. 4 X轴DIR 端I0. 5 暂停Q0. 5 X轴FREE 端I0. 6 光栅尺A 相输入Q0. 6 Y轴DIR 端I0. 7 光栅尺B 相输入Q0. 7 Y轴FREE 端I1. 0 光栅尺Z相复位Q1. 0 主电机继电器I1. 1 锯片直径输入确定Q1. 1 冷却泵继电器I1. 2 砂轮直径输入确定Q1. 2 报警指示灯I1. 3 三位状态旋钮输入1 Q1. 3 上电指示灯I1. 4 三位状态旋钮输入2I1. 5 冷却泵启动I1. 6 急停3 改造后效果可实现加工的柔性自动化,效率比传统锯片机提高5～6 倍。加工的锯齿精度高,尺寸分散度小,提高了锯齿的强度。拥有自动报警、自动监控、补偿等多种自我调节功能,可实现长时间无人看管加工。由于锯片采用的是某新型合金钢,齿磨损后修补的成本很高,采用该锯片机以后,为工厂节省了可观的维修成本,真正提高了工厂的效益。4 结语利用PLC 对传统机床进行数控化改造,能够有效地解决复杂、精密和小批多变的零件加工问题,满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求,适应各种机械产品迅速更新换代的需要,同时为企业节省了大量的设备改造成本,提高了企业的经济效益和社会效益,提升了企业的产品竞争力,使企业更容易在竞争激烈的市场环境里生存与发展。参考文献:[1 ]陈立定. 电气控制与可编程控制器[M] . 广州:华南理工大学出版社,2001.[2 ]张新义. 经济型数控机床系统设计[M] . 北京:机械工业出版社,1994.作者简介: 邵晓嵬(1981 - ) ,河北邯郸人,河北科技大学研究生,研究方向为机电一体化,电话:0310 - 5368092.基于网络的数控机床远程管理汪惠芬, 刘婷婷, 张友良(南京理工大学机械工程学院, 江苏南京210094)摘要: 网络化制造是21世纪的主要生产模式, 采用网络技术来管理数控机床也就成为必然。本文在分析数控机床联网及远程管理的需求基础上, 提出一种基于TCP / IP的、能够与企业其它信息管理系统实现无缝集成的数控机床联网及远程管理系统方案, 详细介绍该系统的结构和功能, 并给出了应用实例。关键词: 网络化制造; 数控机床; 远程管理中图分类号: TG659 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 3881 (2007) 10 - 070 - 4RemoteManagemen t of NC Mach ine Tool Ba sed on NetworkWANG Huifen, L IU Tingting, ZHANG Youliang( School ofMechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)Abstract: Networked manufacturing ismain manufacturing paradigm in 21 st century, so that it is necessary trend to manage NCmachine tool based on network. Based on the analysis of requirements for networking and remote management of NC machine tools,TCP / IP2based networking scheme and remote management system that can be integrated with other information management systems inenterp rise forNC machine toolswas put forward. Then architecture and main functions of this system was discussed. An examp le ofapp lication was introduced.Keywords: Networked manufacturing; NC machine tool; Remote management0 引言网络化制造是21 世纪制造业的主要生产模式,网络化设计制造系统是一种由多种、异构、分布式的制造资源, 以一定互联方式, 利用计算机网络组成的、开放式的、多平台的、相互协作的、能及时灵活地响应市场需求变化的系统。其特点是在组织上的动态联盟, 其目标是将现有的各种在地理位置上或逻辑上分布的制造系统连接到计算机网络中, 以提高各单位间的信息交流与合作能力, 进而实现各种资源的共享, 快速地设计和制造产品, 响应市场的需要。它是21世纪制造企业缩短产品开发周期、改善产品质量、降低产品成本, 增强企业的竞争能力的主要技术措施[ 1 - 3 ]。数控机床与计算机通信是实现制造设备集成控制和管理的基础和必要条件, 也是实现网络化制造的关键之一。随着数控技术使用的不断深入, 计算机技术、网络技术的不断发展, 企业数控机床的数量越来越多, 而传统的单机管理模式因技术手段落后、生产效率低、管理与维护费用高昂等弊端已不能适应企业发展的需要, 采用网络技术来管理数控机床也就成为必然[ 4 ]。数控机床网络DNC技术在我国经过二十多年的发展, 也经历了从纸带到单机, 再到简单网络,最后发展成为高级网络的艰难历程。纸带方式已经基本完全抛弃; 在机床数量较少时, 有些用户还在使用单机通讯模式; 当机床数量发展到一定数量时, 机床用户一般都采用了网络DNC的方式[ 5 ]。我国数控机床的网络DNC目前主要存在着两种结构: 一种是采用单台计算机对应单台机床的方式, 这些计算机再通过局域网联结; 另一种是采用单台计算机对应多台机床的方式, 其中大部分是基于RS2232串口通讯或基于国外的通讯软件产品[ 6 - 10 ] , 也有部分基于TCP / IP的国产软件[ 11 - 13 ]。但是, 随着市场经济和企业信息化的发展, 企业使用了多种信息管理系统, 如ERP、PDM、MES、CAD /CAPP /CAM 等, 各种系统之间还必须考虑信息共享, 以避免信息化孤岛, 因此, 使用集成式DNC技术对数控设备群进行管理势在必行。本文在分析数控机床联网及远程管理的需求基础上, 提出一种基于TCP / IP的、能够与企业其它信息管理系统实现无缝集成的数控机床联网及远程管理系统方案, 并详细介绍了该系统的实现技术及应用实例。1 数控机床远程管理系统结构111 系统需求分析目前, 在实施网络化制造的进程中, 越来越多的企业逐步实施了企业信息化工程, 单机作业的数控机床成为制约企业快速响应市场的瓶颈, 为了更好地满足生产发展的需求, 迫切需要将企业的数控机床进行联网改造, 实现信息系统对数控机床的远程管理以及车间生产任务的实时调度。数控机床远程管理系统的设计需要满足以下要求:(1) 开放性。随着新技术的发展, 系统应具有可扩展性和可裁剪性, 易于增加和更新系统的功能,系统的配置应具有良好的通用性、兼容性、可移植性和互操作性。(2) 灵活性。系统支持多操作系统(Windows98 /NT 410 /2000) , 应适应控制器类型、设备数量、任务

这一份我可以给你的。要考虑各部分之间的逻辑关系。初学撰写论文的人常犯的毛病，是论点和论据没有必然联系，有的只限于反复阐述论点，而缺乏切实有力的论据;有的材料一大堆，论点不明确;有的各部分之间没有形成有机的逻辑关系，这样的论文都是不合乎要求的，这样的论文是没有说服力的。为了有说服力，必须有虚有实，有论点有例证，理论和实际相结合，论证过程有严密的逻辑性，拟提纲时特别要注意这一点，检查这一点。(四)论文的基本结构由序论、本论、结论三大部分组成。序论、结论这两部分在提纲中部应比较简略。本论则是全文的重点，是应集中笔墨写深写透的部分，因此在提纲上也要列得较为详细。本论部分至少要有两层标准，层层深入，层层推理，以便体现总论点和分论点的有机结合，把论点讲深讲透。

唉～～像你这样到这儿来找毕业论文的太多了 不知道，你是否选修过“文献检索”课， 学校图书馆（网上），那么多期刊论文数据库 可以参考的资料那么多，怎么不知道？ 你的导师也没提示你吗？

滚动轴承故障振动检测实验台的机械结构设计论文编号:JX473 有设计图，论文字数:24694,页数:65 摘 要 本文利用传感器检测滚动轴承的振动信号进行故障检测与诊断，可以研究不同的滚动轴承的不同的故障所表现的出来的不同的振动信号。本文主要以外圈直径是50㎜、60㎜的深沟球轴承为例设计了滚动轴承故障振动检测实验台的机械结构部分，该实验台由动力源、减速装置、传动装置、装卡装置几部分组成。其工作原理是通过传感器采集轴承运转时被检测点的振动信号，对每个监测点画出频谱图,与开始建立的参考频谱图数据库比较,分析在哪些频率点振动级值增加,从而判断其故障所在。该实验台可以让学生通过实验对故障诊断这门新兴学科建立更深刻的认识，特别是对滚动轴承故障的振动诊断技术有深刻的认识和了解，进一步认识到故障诊断技术的重要性。 关键词 滚动轴承 故障检测与诊断 振动诊断技术 传感器 Abstract This paper use sensor to diagnose antifriction bearings’ vibration signal for failure examination and diagnosis. It can study different kinds of vibration signals of different bearings which expressed out. This text mainly take the diameter of antifriction bearings are 50mm and 60mm for example to design the experiment pedestal. It contains motive source, gearbox, transfer device and charge equipments. Its’ work principle is to gather vibration signals of the examined points by sensor when antifriction bearing is wheeling, and then draw a frequency chart, then compare with the already built database. Analyze where the vibration value is increased, then judge the failure places and kinds. The pedestal can show more about the discipline of failure diagnosis, especially about the subject of antifriction bearings’ failure diagnosis. And acquaintance the importance of failure diagnosis subject. Key words antifriction bearings failure examination and diagnosis vibrate diagnosis technique sensor目 录摘要 ⅠAbstract Ⅱ第1章 绪论 1 1.1 课题背景 11.1.1 课题来源及研究的目的和意义 11.1.2 故障诊断技术的发展现状 11.1.3 滚动轴承故障诊断技术 2 1.2 本文研究的内容 3 1.3 本章小结 3第2章 滚动轴承故障检测实验台总体设计 4 2.1 实验台的功能需求分析 4 2.2 振动检测实验台方案提出及评价 42.1.1 基本参数的确定 42.1.2 设计方案的确定与评价 4 2.3 本章小结 5第3章 检测实验台传动部件设计 6 3.1 电动机的选择 63.1.1 选择电动机的类型和结构型式 63.1.2 确定电动机的容量 6 3.2 减速器的设计 83.2.1 齿轮的设计 83.2.2 减速器的润滑、密封以及附件的选择 16 3.3 联轴器的选择与法兰盘的设计 17 3.3.1 联轴器类型的选择 17 3.3.2 联轴器尺寸型号的选择 17 3.3.3 法兰盘的设计 17 3.4 本章小结 18第4章 检测实验台的装卡机构结构设计 19 4.1 轴承箱的结构设计 194.1.1 支承部分的刚性和同心度 194.1.2 被检测滚动轴承的轴向紧固 194.1.3 被检测轴承游隙的调整 204.1.4 被检测滚动轴承的预紧. 204.1.5 被检测滚动轴承的润滑 204.1.6 被检测滚动轴承的密封装置 214.1.7 被检测滚动轴承安装轴的加载装置设计 224.1.8 被检测滚动轴承安装轴的设计与校核 224.1.9 导轨的设计 24 4.2 卡盘的设计 25 4.3 本章小结 26第5章 传感器的选用与安装 27 5.1 传感器的选用 27 5.2 传感器安装 29 5.3 本章小结 34第6章 检测实验台的经济技术性分析 35 6.1 系统结构设计的合理性 35 6.2 系统设计的经济性 356.2.1 选材方面 356.2.2 动力源方面 356.2.3 使用、保养、与维护方面 36 6.3 本章小结 36结论 37致谢 38参考文献 49附录1 40附录2 49以上回答来自:

近年来，由于国际工程机械产业格局的变化，中国已经成为工程机械行业领域内重要的生产市场和消费市场。下面是我为大家整理的关于机械毕业设计论文，供大家参考。

摘要：驾驶室大总成作为装载机的主要部件，其中电器元件的质量反馈率一直居高不下。在分析各电器元件工作原理的基础上，对受检电器元件进行了分类，根据各类电器元件不同的工作原理，提出了相应的检测方案并制作电检平台。跟踪结果表明，该电检平台满足生产线的节拍要求，改进效果良好。

关键词：电子检测技术;驾驶室;质量

电子检测技术是一种综合性检测技术，主要包括电子测量系统及电子信息技术两个方面[1]。随着科技的发展，电子检测技术在各行各业的应用越来越普遍[2]。尤其是在汽车维修中的应用，更是为提高汽车维修质量提供了重要保证。电子检测技术诞生之初，便在汽车行业得到了广泛的应用，而在工程机械行业应用不多。

1现状调查

长期以来，装载机驾驶室作为公司的核心业务，为客户提供的只是驾驶室小总成———涂装后的钣金件+部分内饰件。客户为了提高生产线的产能和效率，希望我公司为其提供驾驶室大总成———在驾驶室小总成的基础上增加电器等控制部分元器件的装配，并要求产品质量不低于其原生产线的水平———质量反馈率不高于3.5%.经过几个月的跟踪发现，仅电器部分一项的平均反馈率就达到了7.53%，占总反馈率的85%.由于驾驶室电器元件故障而导致的返修，不仅损害了客户的权益，我公司也为此付出了大量的售后返修服务费用及质量索赔费用，并且严重影响公司的品牌形象，因此装载机驾驶室电器部分的质量亟需改进。经查找和分析，造成以上状况的原因主要有：(1)没有针对电器元件的检测设备，电器元件的进货质量无法得到保证;(2)没有针对驾驶室大总成的检测设备，无法保证产成品的质量。根据数据统计，95%以上的电器问题都是由于驾驶室大总成没有检测设备造成的，而并非电器元件本身的质量问题，因此本文重点讨论如何解决第二方面的问题。以我公司产量最大的50CN/855N/855等三种机型为研究对象，运用电子检测技术的工具和方法，对电器元件及驾驶室大总成进行分析和改进，解决难题。

2驾驶室及其电气系统原理分析

根据客户对电器元件质量的要求，通过对50CN/855N/855等三种机型进行分析，发现共有73种典型的驾驶室大总成，涉及到21种电气系统，10种驾驶室主线束，分别对应10种电气原理图。为获取系统需要检测电器的特征，本文分别对10种驾驶室主线束及其对应的电气原理图进行对比分析，通过分析，所使用的驾驶室主线束插接件的定义存在以下主要问题：不同驾驶室主线束所使用的插接件型号不同，例如：驾驶室主线束A使用的是十六线接插件，而驾驶室主线束B使用的是四十八芯插接件;同一种插接件的同一号接口，在不同的驾驶室主线束中定义的信号类型不同，例如：同是使用四十八芯插接件，驾驶室主线束C的29号接口定义的是预热工作指示信号，而驾驶室主线束D的29号接口定义的是制动气压报警信号。电子检测技术在工程机械驾驶室质量控制中的应用侯玉寒(广西威翔机械有限公司，广西柳州545007)摘要：驾驶室大总成作为装载机的主要部件，其中电器元件的质量反馈率一直居高不下。在分析各电器元件工作原理的基础上，对受检电器元件进行了分类，根据各类电器元件不同的工作原理，提出了相应的检测方案并制作电检平台。跟踪结果表明，该电检平台满足生产线的节拍要求，改进效果良好。关键词：电子检测技术;驾驶室;质量以上两个问题会导致以下几个方面的问题：(1)增加设计和人工成本。每种车型均定义了大量但差异性较小的驾驶室主线束，不利于生产线人力资源的合理调度与配置;(2)增加了装配人员的安装难度。由于每个车型的线束定义不一致，导致装配人员需要掌握复杂的线束安装信息，易出现装配错误;(3)增加制造的复杂性和维护难度。不同插接件接口的型号不同增加了生产制造的复杂度;(4)增加驾驶室大总成电器检测成本。驾驶室电器检测设备必须根据不同的主线束和插接件进行个性化的设计和配置，增加了检测成本，不利于标准化、统一化检测。针对驾驶室主线束存在的问题，提出以下改进建议：一是，对不同驾驶室主线束的共同插接口定义统一型号的插接件;二是，对不同驾驶室主线束中的共同电器定义统一的插接件接口编号;三是，对不同车型中出现的特殊电器元件，采用预留插接件接口的方式实现。

3驾驶室电器检测需求分析

生产线只是完成驾驶室内各部件的装配工作，包括各种钣金件、内饰件、座椅、电器、开关以及各电器之间的布线等，驾驶室大总成作为主机厂的配套产品，在进入主机厂总装前，驾驶室大总成的电器未制信号，如仪表盘、气压表等。根据驾驶室大总成内部电器元件的分类情况，通过与相关部门技术人员的沟通和交流，本次制作的电检平台应能够实现如下功能：为驾驶室提供可以工作的直流电源，电压为(24±2)V;具有短路自保护功能;能够判断驾驶室电器元件及其电气回路是否正常工作。通过该电检平台对工作灯、线束、开关、仪表等电器元件进行检测，以判断驾驶室内各电器元件及其装配质量。系统总体要求性能指标如下：(1)安全性。防止因线束或电器元件短路或断路等故障而导致的系统及电器的损坏;(2)可移动性。考虑到下线返修及特殊机型导致的节拍不一致，电检平台应方便移动，可实现在不同地点检测;(3)互换性。除了能够实现对现有典型机型的检测外，还应具有可扩展性，一旦有新的机型出现，可以方便的应用于新机型的检测。

4驾驶室电器检测方案设计

由于驾驶室大总成内各受检电器元件的特殊性，针对不同类别的受检电器元件应分别设计相关的检测方案。(1)第一类电器元件检测方案设计如图1所示，该类检测电器元件已与控制开关、线束相连接。由于已经构成电气回路，因此可以由电检平台为驾驶室供电，检测人员闭合/打开控制开关，使其形成闭合回路，通过观察人工判断该类电器元件的工作情况是否正常。(2)第二类电器元件检测方案设计如图2所示，该类电器的工作部件在前后车架上，未与驾驶室形成电气回路，因此需要在电检平台中设计显示模块，以模拟该类电器元件，然后通过电检平台为驾驶室供电，检测人员闭合/打开对应的控制开关，使其形成闭合回路，通过观察该显示模块的工作情况判断该类电器元件的工作情况是否正常。(3)第三类电器元件检测方案设计，该类检测电器元件在驾驶室内，未与前后车架形成电气回路，主要是由各种传感器组成，如温度传感器、压力传感器等。因此在电检平台对应的电气回路中串联一定阻值的电阻以模拟该类电器元件发生的信号。在信号产生并向驾驶室提供对应的输入后，通过人工观察驾驶室内电器元件的显示情况以判断该电气回路工作是否正常.(4)驾驶室电器检测设备总体方案设计由于涉及到的机型繁多，使用的驾驶室主线束多达10种，在各类电器元件检测方案设计的基础上，应重点考虑方案的总体设计，以便设备能够很好地应用在所有机型上。为实现该功能，电检平台采取分段式、模块化设计的方法，即24V直流电源和显示模块作为一个整体，通过过渡线束连接不同车型的驾驶室主线束。在过渡线束中，针对不同车型的驾驶室主线束根据其实际情况进行插接件接口的连线。由于电检平台需要长期处于生产一线，工作环境相对恶劣，必须满足在复杂工作环境下长时间可靠运行的要求，因此设备的主体采用1.5mm厚的304不锈钢制。根据实际需求，该系统需要具有短路保护功能，需要在主干路上增加漏电保护器;为使设备便于移动，在设备底部安装万向轮，同时考虑到在使用时设备应能够固定，因此应使用带有锁止功能的万向轮

5驾驶室电器检测设备检测流程设计

该电检平台的检测对象是10种驾驶室主线束对应的73种驾驶室大总成。本文通过对10种驾驶室主线束的实际研究，对这73种驾驶室大总成受检电器元件的控制规则做以下说明，以方便检测人员的实际操作，.由于受检电器元件较多，为提高检测人员的工作效率并防止在操作过程中漏检，在与检测人员沟通的基础上，对检测流程做以下设计：(1)接通电检平台和要检测的驾驶室大总成，打开电源总开关;(2)将钥匙插在电锁插孔处，并拨到“ON”档，开启整机电源，观察整机是否通电;(3)依次拨动控制面板上的翘板开关并观察相应的电器元件工作是否正常;(4)观察控制面板上的气压表、计时器是否有显示，按下点烟器后5-8s，点烟器是否弹起;(5)打开/关闭风扇、壁灯、收放机及空调系统的开关，观察对应电器元件工作是否正常;(6)拨动左右转向灯开关、喇叭开关、远近光灯翘板开关，观察仪表及显示台对应的显示区域是否有显示;(7)观察各传感器及压力开关在仪表对应位置上的指示灯是否指示正常;(8)记录检测过程中发现的问题，关闭电锁，拔掉连接线，重复以上步骤进行下一台检测。

6结束语

根据本方案设计制造的电检平台已经投入实际应用，通过近半年的根据验证，本次工艺改进效果良好，产品质量得到显著提高，有效解决了驾驶室大总成电气方面客户反馈率高的问题，驾驶室大总成电气问题平均反馈率降低到了3.2%，使驾驶室大总成反馈率居高不下的问题得到明显改观，每年为公司节约返修成本及质量索赔费用十万余元。此设计思路目前已推广至30E/40B及即将量产的H系列机型上。

参考文献：

[1]谭浩.重型汽车驾驶室线束检测仪的制作[J].汽车电器，2006，(8)：40-44.

[2]孙上媛，葛云峰.汽车线束检测系统研究[J].试验技术与试验机，2007，11(4):51-55.

摘要：随着经济的不断发展，国内公路工程建设发展的速度也渐渐加快。伴随着我国城市化进程速度逐渐加快，提高公路工程机械设备的经济化管理，完善及改进公路工程对机械设备管理及使用是非常有必要的。但是当前公路工程的机械设备经济化管理及使用方面都还存在或多或少的问题，因此，不断改进公路工程机械设备的管理工作,才能有效地保障机械施工技术的水平。文章就公路工程机械设备管理的发展趋势展开分析，深入探讨经济化管理及使用在公路施工过程中存在的问题，并提出相应的解决措施，以期促进机械设备的管理及使用。

关键词：公路工程;机械设备;经济化管理;使用

1概述

随着机械化施工技术与水平的不断提升,工程机械设备已成为当前施工项目设计的一个关键部分,对工程的施工进度、施工计划及施工的方法有很大的影响。工程只有选取比较先进、经济及可靠的机械设备,并配置相对应的机械设备，进而优化工程施工方案，才可以充分发挥机械设备在工程建设中的工作效率，保证施工过程的顺利进行，尽量缩短项目施工的工期。机械设备作为整个施工环节的重要施工工具，对整个公路工程来说，科学、有效地管理和与使用工程机械设备就显得非常重要。

2公路工程机械设备管理的发展趋势

目前，公路工程的机械设备管理逐渐朝着信息化的方向发展。随着科技的不断发展，信息化的管理方式渐渐渗入到各个行业中，企业在信息化管理的基础之上，充分利用计算机技术对其进行管理，使得设备的管理变得更加的科学化与合理化，充分发挥机械设备在施工过程中价值，进而提升其使用效率。

3公路工程机械设备管理中存在的问题

施工单位在开展公路工程建设的过程中，对机械设备的使用率非常低，造成资源浪费严重，影响了整个施工项目的施工质量及施工进度，同时也增加了项目的施工成本。主要原因是施工单位欠缺一个健全与完善的施工体系，缺乏合理、规范的施工机械组织，从而影响到整个项目的施工质量、成本及进度，导机械化设备在工程的施工期内没有得到得到有效的应用。当前的公路工程机械设备管理中出现的问题主要表现在以下方面。

3.1缺乏健全的机械设备的管理机构

近年来，部分施工单位仍然缺乏较为合理、有效的机械设备管理制度，并且管理人员的责任也不明确，对设备的台账、档案资料的构建工作也管理缺乏相应的，小部分施工单位在购买新设备以后，未能及时入账，导致管理工作被动，机械设备随意使用，严重的有可能会造成资产流失。但有些施工单位将新买到的设备账面做成已经购买的设备，以此来逃避税收。

3.2机械设备的使用率较低

目前，很多施工企业内部的管理部门常常形成一种各自为政及自成一体的管理方式，很难实行统一的管理及调配，造成很多机械设备无法按照施工的需求协调使用，因此，很多设备很难投入到公路工程的施工中。由于公路工程建设的阶段性较强，经常会在项目忙的时候缺乏设备，而在非施工的时期，又有很多设备闲置，导致资产积压严重,降低工程的投资收益。

3.3没有及时更新机械设备

部分公路工程的施工单位一直都是使用以往的设备来进行施工，与新设备相比，其施工速度比较慢并且施工的质量非常差，从而影响整个公路施工路段的使用年限。因此，公路工程的施工单位应建立较为完善的设备管理体系，并成立相关的监管部门，确保公路工程设备的管理工作可以有效地开展。此外，施工单位也要及时更新机械设备，淘汰陈旧的机械设备，进而确保施工人员利用娴熟的操作技术设备进行相关的作业，从而提升施工单位的施工进度及质量。

3.4机械设备操作人员素质较低

以往因很多施工单位对设备管理工作不够重视,造成很多缺乏能力的施工人员担任设备的操作工作。施工单位只看中眼前的利益,而忽视长远的利益,同时也缺乏对设备操作人员的教育与培训,部分操作人员经常会进行一人多机操作,一边操作压路机，一边操作装载机及摊铺机,还有少部分操作人员的责任心较弱，没有严格根据相关的规定进行作业，没有及时维护设备，导致很多设备损坏，维修的费用也逐渐增加。此外，由于很多施工单位缺乏相关的责任制度，造成项目的施工人员只关注到短期的利益，缺乏长远的计划，机械设备的管理及使用很不协调，施工企业内部经常会出现重视使用，而忽视对设备的管理，为达到施工工期的要求，大部分设备在施工期间内，常常会处于超负荷运行状态，造成机械设备出现磨损老化，不仅影响公路工程的施工质量，还加大了设备的维修费用。

4公路工程机械设备的经济化管理与使用措施

对于当前公路工程的机械设备经济化管理和使用过程中出现的问题，施工企业想要提升设备的适应效率，就应使用科学的措施合理配置与优化机械设备。因此，施工单位要想促进设备经济化管理及使用效率，应从以下几个方面实施管理。

4.1转变机械设备的管理理念

在市场竞争激烈的环境之下，公路施工单位要想提升设备的使用效率，就应逐渐转变以往的管理理念。同时，施工单位也应从使用设备所产生的经济效率以及优化设备的性能方面来考虑施工单位的资产优化。随着现代信息技术不断发展，很多设备已难以适应工程建设的需求，特别是公路施工现场的需求，这就要求公路施工单位的管理人员必须要及时调整机械设备的管理理念，更新与优化机械设备的资产，只有这样才能提升机械设备的使用率。

4.2定期检修机械设备

公路工程的施工人员应制定相应的维修计划，定期检查与维修机械设备。现阶段，公路工程管理人员对设备的检查与维修工作，大都是根据施工人员的检修经验进行判断，并依靠以往的施工经验更新及检修设备零件，尽管这种检修方式较为简便，但实际上这种检修方法很难把设备内存在故障全部排查出来，也有可能会因检修人员判断失误，给设备的使用带来相应的隐患。

4.3提升机械设备的利用率

施工单位要想加强对设备的管理，首先应提升管理人员的基本素质、现代化管理方式以及专业的设备管理能力，不断增强对管理人员的专业能力培训及技能培训,补充新的知识与方法，只有这样才能适应信息技术发展的需求。针对一些施工技术要求比较高以及重要的机械设备,施工企业也应对其进行统一管理及分配，并进行专人操作及管理。而对部分施工技术要求较低,使用较为频繁的机械设备,施工单位可交给相关部门进行管理，由单位实现统一管理。进而确保施工设备能及时投入使用，进一步提升机械设备的完好率与利用率。

4.4加强对机械设备操作人员的专业培训

机械设备的操作人员是操作设备的主体，对设备完好率起着关键性的作用。并且人的思想观念在很多时候能够指导人的行为，因此，想要提升机械设备的完好率，就必须要不断提升操作人员的基本思想素质，按照规章制度来进行相关的操作，同时提升设备操作人员的专业知识及操作技能，多引进一些新的施工技术及方法，以便适应现代化机械设备的发展需求。公路施工单位对于部分文化素质较低的操作人员，必须要加强对员工的培训，在操作人员取得相关的机械设备操作证才可以上岗。只有这样才能够进一步提升机械设备完好率及利用率，从而确保机械设备在当前的公路工程建设过程中，可以得到非常有效的应用。并且设备操作人员具备良好的思想素质及多了解机械设备方面的知识，对提升设备的完好率与利用率是一个非常有效的保证。

5结语

总而言之，随着公路事业的发展，公路工程机械设备的管理及使用也存在一定的问题，国外部分先进的设备与施工企业渐渐涌入，并参与到国内的市场竞争中。同时,很多先进的机械设备管理知识与管理理念对促进其管理机制的改革与健全有很大的影响，并也提出了很大的挑战。因此，相关的公路工程施工管理人员应该从机械设备的经济性与效益性等方面实施管理，尽量改进与完善公路工程机械设备的结构，提升公路工程养路的装备水平及使用效率，尽量从工程的资产经营方面做好养路机械设备的管理工作，以便为公路工程机械设备的管理及使用带来更大的经济收益。

参考文献：

[1]江雁.我国公路工程施工中机械设备的应用和管理[J].价值工程,2014,(9).

[2]岳欣光.浅析我国公路工程中机械设备的使用与管理[J].黑龙江科技信息,2013,(6).

[3]丰锴.提高交通工程机械管理与维护工作的措施研究[J].交通建设与管理,2015,(4).