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智能化砂轮自动平衡系统作者：&&信息来源:info.&&字体大小:&&&&&&基于单片机红外遥控通信的智能化砂轮自动平衡系统 磨削作为机械加工的重要组成部分，是精密的超精密加工的重要手段。而砂轮不平衡量引起的振动对磨削过程有很大的影响，严重制约着磨削表面质量和精度的提高。传统的砂轮平衡方法是静平衡，这种脱机的平衡方法不方便，而且受平衡导轨精度、平衡芯轴圆度、摩擦力及操纵者技术水...
2.2软件设计&& &&&本系统的软件采用化设计，由以下几个部分组成：主程序、采样模块、数据处理模块、显示模块、键输入模块、键处理子程序模块、串行发送模块以及串行接收模块等。其中键处理子程序模块是系统软件控制算法的核心部分，粗平衡过程采用加速步长法，精平衡过程采用最优步长法实现。&& 3、实验结果&& &&&在实验室的MC1420型高精度万能外圆磨床上对该系统进行了动平衡实验，并使用示波器和FFT分析仪对实验结果进行观察和分析。平衡后的砂轮振动量大约是平衡前的1/8，振幅显著降低，平衡效果良好。&& 4、结束语&& &&&笔者研制的智能化在线自动平衡系统具有以下几个特点：①采用98单片机双机红外遥控通信和利用主轴动力发电来提供平衡头内部电源的方式，完全克服了现有的动平衡头采用集流环的缺陷；②精密丝杠与单片机软件实现的步进电机的细分微步控制信号，使平衡精度大大提高；③改进的自动搜索控制算法能快速达到平衡精度要求；④系统提供全自动和半自动两种灵活的工作方式，操作非常简便。&& &&&该系统进行的实验表明：显著地降低了振动，效果良好，因此具有较为广阔的应用前景，能产生很大的经济效益。分页： &&&&【】【】【】【】相关新闻最新图片新闻
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测温环;ferro测温环;orton测温块;ptcr测温环;窑炉用测温环;德国齿轮滚刀;双段齿轮箱头部;静电式空气净化器;油雾收集器;砂轮动平衡仪;便携式动平衡仪器;砂轮线上动平衡仪器;齿轮;齿轮加工;磨齿机
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砂轮在线动平衡监测校正仪等同于精密磨床的光学尺！& 即使是最昂贵最精密的平面磨床,如果没有加装光学尺仪器,事实上是很难得到优?的加工精?与质量,当然也将严重影向加工效?!COVER PY-2700-G在精密研磨加工领域所扮演的角色,正如同光学尺是精密磨床绝对?可缺少的工具与?器一样的重要!& 同样的唯有配备有PY-2700-G的平面磨床才能帮助客户创造出最顶级最稳定的加工质?与最低加工成本的竞争优势!磨床主轴高速回转时会产生极大的离心力,由于离心?的作用具有周期性,导致机件产生振动,无形中增加轴承及主轴等机件的负荷与摩耗损，机械的振动一直无法获得有效的修正与改善,砂轮就无法获得稳定的?削,因此容易产生研磨振浪、工件烧焦耗损、加工面粗操等异常现象,除严重影向研磨加工质量外,也大幅度增加生产成本,除此之外机件的寿命如轴承与主轴势必减短,增加?新或维修的费用与成本!& 如磨床配备了PY-2700-G,在校正过程中它会随时监测目前磨床的振动?态 告知平衡块调整角度,并可以携带对车间的多台磨床随时校正,因此PY-2700-G除了能保障磨床轴承与主轴的寿命外,更加方便、实用、便捷的多功能动平衡校正仪器是很多磨床 厂或部件加工厂的必备法宝！砂轮精密动平衡是精密磨削的秘诀！即使是普通的低价位磨床,也可使您的磨床加工达到最佳的精密要求!产品特色：&1、动平衡校正+转速监测+振动监测三机一体功能强大&2、携带方便,可针对车间各种不同磨床进行砂轮动平衡量测与校正&&&&&&&&&&&&&&&3、动平衡校正精度高,最佳平衡量0.01um振动值&4、内建可充电锂电池，蓄电力稳定超强待机时间长&5、可省掉新砂轮线外静平衡作业，直接在磨床上作动平衡校正&6、也可以延续新砂轮或原砂轮静平衡或动平衡的状态，直接进行动平衡校正，大幅缩短校正时间&7、在校正过程当中，主机LCD面板上的雷达图可实时显示砂轮当时的转速．振动量与重端角度&8、随机附赠一组适合各种不同砂轮尺寸的压克力材质角度环，除方便作业外也可大幅缩短校正时间&9、适用磨床：平面磨床、外圆磨床、无心磨床、光学投影磨床、 砂轮磨齿机、专用研磨机 等产地:台湾&&COVER PY-2700-G携带式砂轮在线动平衡校正仪功能规格表功 能规 格振动监测实时监测砂轮的振动状态,当时砂轮的振幅与重端角度会显示在LCD上新做动平衡新换装砂轮时,可选用此功能进行砂轮动平衡校正延续静平衡已换装砂轮前已事先做过平衡,可选用此功能进行砂轮动平衡校正，方便快捷校正转速范围400~20000 rpm（实时监测）最小校正值0.1mg (加速度) 0.05mm/s(速度) 0.01&m位移 (@1800rpm)最大校正值50g(加速度)振动量测单位位移(&m:Peak to Peak)校正相角精度0.1&转速感测方式光纤探头感测转速感测距离5mm-100mm加速规感度100mV/g&20%中央处理器32位高速处理器显 示 器320&240 dot大型液晶显示器，LED高亮度背光工作温度0℃-40℃消耗功率5W蓄电电池充电锂电池电 源110-240V AC adaptor 50/60Hz主机尺寸283&170&45 mm主机重量1.4Kg(含电池)配 件&&&&加速规(含磁性座*1)光纤转速传感器(含磁性座*1)电源线*1零件：含剪刀，反光贴纸，胶水，角度环中文使用说明书手提箱*1产品应用说明：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 磨床是精密机械加工必不可少的工作母机，为了适应日趋精密的工作精度需求及不断追求的高效率和低成本的目标，全球的磨床制造业都在不懈地致力于:提高机床的几何精度，刚性和性能稳定性。我们的精密磨床在线动平衡仪器广泛的应用于国内的磨床客户。大力的感谢 以下客户对我们的支持。宝鸡秦川机床厂上海机床厂无锡开源机床深圳比亚迪汽车股份有限公司北京二机床厂济南四机床厂北京迪蒙特佳工具磨床济南华新如意机床宁波富尔肯密封件等等济南军区装备部& &富士康上海通用轴承公司上海活塞厂上海通用汽车公司上海大众汽车发动机一厂重庆康明斯发动机厂重庆长安-铃木汽车厂长春一汽第二发动机厂等等据美国振动研究权威机构，IRD公司多年机床维修经验值推荐：为确保磨床加工精度，主轴轴承外壳处测得的许可振动位移量（峰-峰值）应控制如下：磨床&&&&&&&&&& 许可振动量范围：螺丝磨床： 0.25-1.50um齿轮磨床： 0.25-1.50um成型轮廓磨床： 0.75-2.00um内外圆磨床： 0.75&2.50um无心磨床： 0.75-2.50um平面磨床： 0.75-3.50um双端面磨床： 1.20-5.00um（注：具体许可值与加工件公差及尺寸相关，有可能低于此表下限。）图解应用PY-2700-G携带式砂轮在线动平衡校正仪校正精密磨床架设振动传感器：吸附在近砂轮主轴正上方或是主轴 侧方，以上应用曲轴磨床和外圆磨床（量测振动）贴上反光纸片裁减5mm正方形大小，贴于砂轮或是圆盘侧面。红外线光传感对准反光贴纸6CM处。（量测转速）手动转动砂轮当传感器上红灯，绿灯交互闪烁为正确距离。按下新做动平衡，将平衡块放在0.120.240度三个位置，启动砂轮。仪器会自动量测。根据仪器显示，移动砂轮法兰盘处三个平衡块，（如果法兰处没有刻度，仪器自带刻度纸可贴上，参考刻度）平衡块移动好后启动磨床，检测振动由8.4um降低至0.076um。如需要精度再次提高如右图所示需要在次稍微移动平衡块。& 以上事列为部分磨床动平衡校正说明。根据GB-702仪器显示的数据调整砂轮平衡块，一般调整三次左右就可以把磨床的振动降下来，非常高效方便，熟练者在6分7分钟左右就可完成。此仪器是精密研磨加工业者必不可少的法宝。更详细说明请见说明书，或是需要行销人员现场演示。&&&&&&&&&&&& 请联络：手机：&&& 电话： 010-&更精彩精密动平衡校正仪器：
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联系电话：第30卷第5期2003年9月Vol.30No.5；纺织器材??????????????Textil；??297??；??41??；胶辊磨床砂轮不平衡值对成纱条干CV值的影响初探；刘国卫,谷韶华,王??玲；(河南濮阳三强纺织有限公司,河南濮阳??4570；摘要:针对目前宽叠合砂轮磨胶辊机在生产过程中存在；轮不平衡值处于最佳值;同时,对磨床砂轮不平衡与胶；关键词
第30卷第5期2003年9月Vol.30No.5Sep.,2003
纺织器材??????????????TextileAccessories
胶辊磨床砂轮不平衡值对成纱条干CV值的影响初探
刘国卫,谷韶华,王??玲
(河南濮阳三强纺织有限公司,河南濮阳??457000)
摘要:针对目前宽叠合砂轮磨胶辊机在生产过程中存在的磨床振动难题,采用PY??2000B型磨床专用动平衡仪进行精细校正,使磨床振动得到根本解决;通过对比试验,说明磨床砂轮不平衡值与成纱条干存在一定的线性关系,指出要获得好的条干CV值,磨床砂轮不平衡值应控制在0.1g~1.0g范围内,超出1.0g将造成成纱条干严重恶化;因此,应定期对磨床进行校正,使磨床砂
轮不平衡值处于最佳值;同时,对磨床砂轮不平衡与胶辊运转绕花、胶辊表面Ra值、绒辊花的关系进行了分析探讨。
关键词:胶辊磨床;砂轮不平衡值;成纱CV值;分析
中图分类号:TS103.82+3??????文献标识码:B??????文章编号:(41??03
1.1??试验条件
细纱机型:FA506;
摇架型号:YJ2??142摇架;试验品种:CJ9.7tex(细绒棉);
校测仪器:PY??2000B型胶辊磨床专用动平衡仪;
其他条件:同台、同锭、同粗纱。1.2??磨砺工艺条件
胶辊型号:WRC??965铝衬套表面不处理;磨床型号:A803S型胶辊磨床;精磨一次磨削量:0.08精磨砂轮粒度:90号;精磨时间控制:20s;1.3??试验结果
铝衬套表面不处理胶辊在不同砂轮不平衡值状态下的条干对比情况见表1。
随着表面不处理胶辊的普及应用,纺织企业的成纱质量不断提高,与之相配套的高精度宽叠合砂轮磨床在生产中得到广泛应用。在生产过程中,由于磨床砂轮使用一定周期后需要修正,而砂轮属碳化硅结构材料,因其存在一定的粒度排列不均衡性,故砂轮修正后原有的粒度排列被破坏,使砂轮周向密度发生偏差,导致生产中时常产生磨床自激振动现象。当磨床发生振动时,由于铝衬套表面不处理低硬度胶辊二次磨削量在0.05mm~0.08mm,在磨砺完成后的胶辊表面产生许多微观规律性横纹,直接影响胶辊表面粗糙度和圆整度,对铝衬套表面不处理胶辊的周期磨砺和纺制细号纱产生不利影响。为此我们做了如下试验。
1??试验条件与结果
项目平衡值
3.92.92.41.20.1
14.13.9813.88
??????细节??????-50-40-
表1??不同砂轮不平衡值所磨胶辊上车试纺条干质量对比
Q95/%0.390.400.380.160.17
11.11.0210.93
3.3.3.1.1.
????????粗节??????????+100
??????????棉结??????????+400+280+200+
1.3.1??从表1可以看出,项目2与项目1进行对
比,不平衡值由3.9g下降到2.9g,所测条干CV
作者简介:刘国卫(1968??),男,河南濮阳人,河南濮阳三强纺织有限公司工程师,主要从事纺纱牵伸工艺及纺织器材应用方面的研究。
??42????298??
TextileAccessories??????????????
第30卷第5期2003年9月Vol.30No.5Sep.,2003
值改善0.14个百分点,-50%细节下降5个,-30%细节下降107个,+200%棉结下降11个。-50%细节大幅改善;这是因为磨床砂轮振动,使胶辊表面呈现规律性微小横纹,使罗拉钳口周期性微小波动,影响胶辊对纤维的握持平稳性,握持力的差异使-30%~-50%细节严重恶化。
1.3.2??项目3与项目2对比,不平衡值由2.9g调整到2.4g,所测条干CV值改善0.32个百分点,-50%细节下降4个,-30%细节下降168个,+50%粗节下降23个,+200%棉结下降23个,其他指标均有所下降,棉结和+50%粗节大幅改善。
1.3.3??项目4与项目3对比,不平衡值由2.4g调整到1.2g,从所测指标来看,条干CV值改善0.21个百分点,CVb改善2.13个百分点,-30%细节下降150个,+140%粗节下降45个,-30%细节和锭差得到大幅改善。
1.3.4??项目5与项目4对比,砂轮不平衡值由1.2g调整到0.1g,条干CV值改善0.1个百分点,-50%细节没有下降,-30%微小细节下降127个,精细调整对-30%微小细节下降较大,从项目对比来看,成纱质量处于同一水平。
综上所述,砂轮不平衡值从3.9g调整到0.1g,条干CV值改善0.77个百分点,-30%微小细节下降542个,-50%细节下降9个,+50%粗节下降32个,+140%粗节下降167个,+200%棉结下降36个,成纱质量水平由乌斯特2000公报50%水平提高到25%水平,确保了产品质量的稳定,为公司细特号纱的开发和走精、专、特、新名牌效益之路提供了可靠的技术保证。
的因素,如磨床主机振动,吸尘风机振动,车头振动,砂轮振动,紧固件振动,拖板振动;工具中砂轮不良,夹具不良,顶针不良;操作中工艺失误,管理松弛,人员素质较低;所用材料的胶辊质量、轴承质量、润滑油问题及周围环境温度太低或太高、环境振源影响等因素,其中任何一个因子的作用都会影响胶辊表面的Ra值;但在众多因子中,影响频率最高的往往是砂轮的振动,因此目前解决纺织企业胶辊间磨床砂轮的振动已迫在眉睫。
3??磨床砂轮不平衡值对胶辊绕花的影响(见
表3??磨床砂轮不平衡值对胶辊绕花的影响
磨床砂轮不平衡值/g绕花个数/个
????注:打断10个头5min空纺试验。
????从表3可以看出,在试验过程中对测试的10锭胶辊进行打断10个头做5min空纺试验,3.9g不平衡值砂轮磨砺的胶辊上车后全部绕花,手感胶辊表面较涩,同时有规律性不平感,0.1g不平衡值砂轮磨砺的胶辊上车空纺无一绕花,表面细腻光滑;造成绕花的原因是胶辊表面机械挂带,因砂轮不平衡值越高,所磨削的胶辊表面粗糙度值也就越大,其峰越高,谷越深,此时峰尖挂带纤维力越大,表面摩擦力越大,胶辊与纤维摩擦静电越高;同时,由于静电荷有尖端聚积效应,峰尖上静电聚积量大削弱胶辊自身抗静电能力,静电不能快速得到逸散,引起胶辊吸附纤维,胶辊绕花严重,导致断头绕花机率上升。
2??磨床砂轮不平衡值与胶辊表面Ra值的
关系(见表2)
????表2??不同砂轮不平衡值对应的胶辊表面粗糙
磨床砂轮不平衡值/gRa/??m
4??磨床砂轮不平衡值对绒辊花的影响(见表
表4??磨床砂轮不平衡值对绒辊花的影响
磨床砂轮不平衡值/g绒辊花克数/g
????从表2可以看出,随磨床砂轮不平衡值的增加,胶辊表面Ra值呈上升趋势,影响纺纱胶辊表面粗糙度Ra值的因素,除胶辊配方体系和制造工艺外,纺织企业使用胶辊时其磨砺设备和工艺是影响胶辊表面粗糙度的最重要因素。主要表现在:胶辊磨砺加工对Ra值的影响最为突出,因为磨砺加工过程????注:试纺40min,均取10锭绒辊花称重。
????从表4可以看出,磨床砂轮不平衡值为0.1g的绒辊花克数为0.38g,而磨床砂轮不平衡值3.9g
时绒辊花克数为1.02g,绒辊花增加了近3倍,由于磨床砂轮不平衡值的上升,导致胶辊表面Ra值上升,其峰越高越易挂带纤维,使绒辊花增多。
第30卷第5期2003年9月Vol.30No.5Sep.,2003
纺织器材??????????????TextileAccessories
表5??砂轮配重实验
配重方位显示
次数/分度12345
0.21~0.220.26~0.330.20~0.210.32~0.330.06
5??PY??2000B型胶辊磨床专用动平衡仪的应用
????PY??2000B型磨床动平衡仪是濮阳金安纺机公司研究所研制的高科技产品,各项性能指标达到并超过国外动平衡仪90年代水平,该仪器设计先进,数字显示,操作简便,并有自动存储记忆、自动控制停机功能,是纺织企业胶辊间必备检测仪器。5.1??PY??2000B型胶辊磨床专用动平衡仪操作规程5.1.1??把三个外部接线插头接在220V电源上。5.1.2??断开记忆,将??轻重显示??开关置于显重端。5.1.3??光电传感器对准磨床的主轴标记上,间距为5mm~15mm。
5.1.4??将振动传感器与仪器连线插头接上后,吸引在磨床的轴承座上并保证与砂轮轴垂直,否则仪器将不能正确测量。
5.1.5??打开仪器电源开关,此时砂轮旋转,即可进行检测。
5.1.6??当检测显示的数值均稳定后,合上记忆开关,以便锁定显示内容。
5.1.7??停机后根据仪器检测的方位及量值情况,对砂轮进行偏重校正。
5.2??磨床砂轮不平衡值校正实验(见表5)
通过以上校正,磨床不平衡值校正在0.1g,磨床原有的振动现象消失。甚至将一个盛满水的杯子放在磨床罩壳上,水杯的水面竟没有波纹;证明磨床砂轮运行平稳,砂轮不平衡值为最佳值,这也是判定砂轮是否平衡的最简便方法。因此,在校正过程中
砂轮两端配重克数
/g3.9(左)2.9(左)2.4(左)1.2(左)0.1(左)
0.21分度左端加1.56g配重块
0.33分度左端加3.2g配重块
在0.20分度左端加4.9g配重块
在0.31分度左端加1.5g配重块
要预先将各种不同的配重块和螺丝垫片逐一用电子天平称重,作到准确科学配重,这是校正磨床砂轮动平衡的必备条件,否则会给校正带来不必要的误差。
胶辊磨床不平衡值与成纱条干CV值呈正相关,同时对胶辊表面粗糙度Ra值、胶辊绕花率、绒辊花重量均有很大程度的影响;胶辊磨床不平衡值应控制在0.1g~1.0g范围内,对成纱条干不会造成严重危害,采用PY??2000B型胶辊磨床专用动平衡仪,可解决胶辊间磨床振动问题,为行业技术进步和产品质量升级提供了可靠的技术保障。
[1]赵德平,樊世庆,等.纺纱胶辊表面粗糙度初探[J],纺织
器材,):17??22.
MyViewontheFactorsofImbalanceofCotGrindingWheels
upontheCVValue
LIUGuo??wei,GUShao??hua,WANGLing
(HenanPuyangSanqiangTextileCorporation,Puyang457000,China)
Abstract:VibrationofgrindingmachinesismostreducedusingspecialdynamicbalancingapparatusPY??2000Bforfinecalibrationonaccountofvibrationofgrindingmachineswithwideoverlapinprocessofproduction.Bycomparisontest,conclusionismadethatthereiscertainlinearityrelationbetweentheimbalancevalueofgrindingwheelsandtheCVvalue.Itisrecommendedthattheimbalancevalueofgrindingwheelsbekeptwithin0.1g??1.0gforbetterCVvalue,otherwise,theCVvaluewillbemuchspoiledincaseoftheimbalancevalueexceeding1.0g.Itputforththatregularcalibrationisrequiredforthegrindingmachineforbettertheimbalancevalue.Last??ly,therelationshipisapproachedintobetweentheimbalanceofthegrindingwheelsandtheentanglingofcotsandsurfacevalueRaandfuzzyroller.
valueofwCVanalysis
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台湾磨床如何安装砂轮？
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很多朋友都不大清楚台湾磨床砂轮安装的过程，今天就来讲讲。
台湾磨床砂轮安装与修整砂轮安装与修整砂轮的安装一般砂轮安装采用法兰盘安装，下面是几个经验
1、磨床砂轮装夹前应进行音响检查。用绳子将砂轮吊起，轻击砂轮、声音应清脆，没有颤音或杂音。
2、两个法兰盘的直径必须相等，以便砂轮不受弯曲应力而导致破裂。法兰盘的最小直径应不小于砂轮直径的1/3，在没有防护罩的情况下应不小于2/3。
3、砂轮和法兰之间必须放橡胶、毛毡等弹性材料，以增加接触面，使受力均匀。装夹后，经静平衡，砂轮应在最高转速下试转5min后才能正式使用。
4、台湾磨床砂轮静平衡调整方法采用手工操作调整砂轮静平衡时，须使用平衡架，平衡心轴及平衡块，水平仪等工具。
以上是台湾磨床在安装砂轮时要注意的事项。如有更好的建议，大家可以互相探讨，更多资讯 欢迎大家访问，胡润机床网：
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磨床砂轮的自动平衡方法及系统的实现。
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摘要：轴承沟道磨床砂轮的动平衡对保证零件加工精度至关重要，文中介绍了一种轴承沟道砂轮的自动平衡系统，及平衡系统实现的基本原理。&关键词：磨床砂轮 自动平衡 影响系数 锁相环&机床振动对轴承沟道磨床的磨削加工精度和稳定性有很大的影响，为了保证磨床的加工性能，厂家在出厂之前对电动机、皮带轮以及轴系都进行了精确的平衡，而磨床的振动最主要和最不稳定的振源是砂轮的不平衡引起的，尽管出厂前对其进行了平衡，但由于砂轮本身在加工过程中处在不断变化的过程中，如加工过程中的磨损不均匀，对冷却液的吸附不一致，修正偏差和更换新砂轮时的装配误差及材质等种种因素，都会造成砂轮系统的质量中心偏离其旋转轴线从而引起磨床振动。这种振动将使零件的加工表面出现振纹，对加工精度影响很大。因此，如果能对磨床砂轮系统进行快速高效的自动平衡，将能够有效地提高轴承零件的加工精度和生产效率。&一、平衡原理与系统结构&1．平衡原理&砂轮可以看成是由无数微小的质点组成的。这些微小质点在旋转时产生的惯性力构成的惯性力系，可以向质心简化为一个合力F，它是各个微小质点的离心力Fi，矢量的合成，即： 式中 mi——第i个微小质点的质量，kg&ri——第i个微小质点到旋转轴线的距离矢量，m&Fi——第i个微小质点产生的离心惯性力，N&M——砂轮旋转体的总质量，kg&rc——砂轮旋转体质心到旋转轴线的距离矢量，m&ω——砂轮旋转的角速度，rad/s&当砂轮旋转的离心惯性力系是一个平衡的力系时，此时砂轮的惯性中心与旋转轴线一致，即rc =0，所以根据上式合力F为0，即不存在不平衡量，这是一种理想状态。事实上，由于前面提及的原因，实际砂轮总是或多或少地存在着不平衡，其惯性中心都或多或少地偏离其旋转轴线，从而使得rc不等于0。根据上式，合力F不为0，此时令U=Mrc，并将它称作砂轮的不平衡量。用它来表征不平衡量的大小，对于砂轮自动平衡机构多采用砂轮轴前轴承处拾取振动的位移峰值（μm）来衡量平衡精度水平的高低，自动平衡的精度一般可以达到＜1μm，如果设备整体状态良好则动平衡最佳精度可以达到＜0.1μm。&如图1所示，左图为不平衡状态，砂轮上部小黑点表示其存在的不平衡量，中部两小黑点为两平衡块，校正砂轮不平衡的方法为在其相反方向加上与其对应的校正量，也就是调整两平衡块的位置，使其合力能够抵消不平衡量所引起的离心力（右图），这样就可以达到平衡砂轮减小振动的目的，使砂轮回到平衡状态。 2．平衡系统结构砂轮自动平衡机构的基本构成如图2所示，测振传感器用于拾取振动信号并将振动信号传入测控单元，光电开关用以获取转速信息，同时也是同步信号，它提供相位基准，将该信号锁相倍频后，控制信号的采集可实现整周期同步采样，可以大幅降低信号的相位误差。测量控制单元完成信号采集、分析处理、结果显示、输出控制等系统的主要功能，同时可以将采集的原始信号通过RS-232上传至上位机进行进一步的处理。 整机在常态下，平衡头随着主轴同频旋转，当整机进入自动平衡状态时，平衡头根据计算得出的不平衡量的大小和方位，接收测控系统的指令，调整两平衡块的位置，使平衡块所产生的平衡矢量抵消砂轮不平衡量，当振动值小于预置值时平衡过程结束。&二、系统的硬件原理&如图3所示，砂轮平衡测试系统的信号采集部分，以ADuC812为控制芯片。在数据采集方式上，为了保证较小的平衡相位误差，采用了锁相环技术。由CD4046构成锁相环电路，以实现信号的同步整周期采样。由于砂轮的不平衡量所产生的振动信号与砂轮的旋转速度同频，而砂轮的转动速度并不是恒定不变的，因此，如果采用定时器进行定时采样，用快速傅里叶变换求频谱，势必会造成较大的误差，尤其是相位误差。而锁相环的特点是可以使输入信号与输出信号的相位始终保持一致，而信号频率保持一定的倍数关系，这样，在砂轮的一端选定一个基准点，通过光电传感器，砂轮每转输出一个脉冲，将此脉冲整形放大之后，进入CD4046的信号输入端，通过倍频后，送至外中断控制ADC进行采样，这样就实现了同步的整周期采样。将采集到的信号进行处理后可以极大地降低相位误差。 压电传感器用于拾取振动信号，由于ADuC812自带8路12位AD，所以压电传感器的输出信号经过电荷放大及电压放大后，可以直接送入812的P1口。采样所获得的数据已经包含了振动信号的幅值、相位及平衡转速信息，通过解算可以得到两平衡块的补偿位置。测控单元据此发出控制命令，通过接口电路并放大之后，控制两平衡块到达补偿位置从而实现快速补偿。同时也可以将数据通过RS-232串行口上传至PC机，由上位机的LabVIEW程序进行进一步的处理和分析。&三、系统的软件设计&1.系统软件的结构&主要由两个部分组成，第一部分是测控单元的单片机监控程序，它主要实现数据采集、分析处理、输出控制、结果显示、数据上传等功能。第二部分是上位机程序，它可以将上传的数据进行进一步的分析，保留历史数据，对数据进行分析和对比，为进一步提高精度提供依据。同时，上位机也可以直接向下位机发送命令对平衡过程进行控制。&2.单片机监控程序&单片机监控程序的整体结构如图4所示。进行数据采集前，首先采集转速信号，计算光电开关连续20点即砂轮旋转20转的间隔时间，判断砂轮是否达到稳定转速，只有在达到稳定转速之后采样才有意义。经过整周期采样得到的振动信号数据，对该信号进行滤波并通过一定的方法进行分析解算即可以得到振动的波形、幅值、相位以及平衡块校正位置等进行平衡所必需的数据，进而发送命令，控制机构实现砂轮的自动平衡。 3.平衡算法&从传感器获得的是不平衡量引起的激振力的振幅信号。因此，如果能够找到振幅A与不平衡量U之间的比例关系，即影响系数α，就可以通过分析传感器的振幅信号解算出不平衡量U的大小，再通过相位设置基准的方法获得其相位信息。振动信号幅值、相位是实现自动平衡的依据。&砂轮旋转系统可以视为线性系统，其影响系数保持不变。因此只要找到一定的方法求出影响系数，就可以反过来求取不平衡量U的值，对于同类砂轮，都可以应用此比例关系求取存在的不平衡量。 图5中F0为原始不平衡量U0引起的离心力，此时在砂轮上加上一个已知试重Q，在试重与原始不平衡量的共同作用下产生的合力为F2，根据力的合成关系可知Q单独作用时产生的离心力为：F1= F2－F0。由于振幅与力的大小成正比，则A2= A2－A0，A1即是在试重单独作用时的振幅(A0和A2可由系统测量得到)。求得了A1，试重Q为已知量，就可以根据下式计算影响系数： 影响系数也称作单位试重的效果矢量，它表示的是振幅和不平衡量的一种比例关系，通过它就可以进一步求出初始不平衡量U0： 砂轮轴上的光电传感器所在位置为基准参考点，实际测量时以此为基准，比照实测信号的相位，就可以计算出不平衡量的实际相位值。幅值、相位已知，通过计算可得平衡块应移动的方向，角度及两平衡块的角平分线的位置等，据此就可以实现对砂轮的不平衡校正。&4.上位机虚拟仪器程序&虚拟仪器是计算机技术与仪暑剐皮术深层次结合而产生的全新概念的仪器。本钡明试系统采用LabVIEW7.1进行开发，它的图形化编程方式使上位机开勿度和效率大幅提高，它主要用来实现对振动信号进行进一步的分析处理，为进一步提高精度提供依据。&四、试验及结论&为验证系统的性能在3MZ134CNC球轴承内圈沟道磨床上进行了试验。平衡前在2860r/min转速下实测砂轮系统的振动值为1.11μm，停机后调整预置值至0.51μm，在相同转速下进行自动平衡，平衡过程结束后测得砂轮振动值减小到0.21μm，同时可以感觉到砂轮振感明显减轻。图6、7分别为上位机显示的振动原始信号平衡前、后的波形，比较可以看到经过平衡后同频振动的幅值明显减小。 采用影响系数法对轴承沟道磨床进行动平衡，经过试重确定影响系数后，就能够准确计算出不平衡量的大小，不仅实现了平衡补偿块的快速定位，而且使自动平衡的精度也有明显提高，大大提高了平衡效率。虚拟技术的应用，使得上位机系统的开发速度大大提高，而且LabVIEW是专门针对测试系统所开发的软件，具有强大的数据分析、数据控制和数据表达能力，为进一步提高系统的精度提供了条件，整个系统具有较好的发展前景。
作者：未知 点击：22次
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