數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)在線動(dòng)平衡技術(shù)
目前，高精度、高速度、高智能化已融入各行各業(yè)，更是裝備制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。機(jī)床主軸更是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部件，高速主軸動(dòng)不平衡造成的振動(dòng)是導(dǎo)致機(jī)器加工精度降低、產(chǎn)生噪聲的主要因素，即使精度高、平衡良好機(jī)床主軸，仍會(huì)存在設(shè)計(jì)、制造、工件裝夾、磨損、負(fù)載沖擊等原因破壞原有平衡狀態(tài)。本書主要介紹應(yīng)用高速主軸在線動(dòng)平衡技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主軸運(yùn)行狀態(tài)，抵消不平衡量，實(shí)現(xiàn)快速、高效、精準(zhǔn)平衡，為減少機(jī)械故障，確保安全生產(chǎn)具有重要意義。
王展，博士后，沈陽建筑大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師。中國振動(dòng)工程學(xué)會(huì)會(huì)員、中國振動(dòng)工程學(xué)院轉(zhuǎn)子力學(xué)專業(yè)委員會(huì)理事、中國力學(xué)學(xué)會(huì)動(dòng)力學(xué)與控制專業(yè)委員會(huì)理事、遼寧省振動(dòng)工程學(xué)會(huì)理事，主持國家自然科學(xué)基金青年基金、遼寧省自然科學(xué)基金、沈陽建筑大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金等項(xiàng)目，參與863計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等國家省市項(xiàng)目20余項(xiàng)，獲得中國博士后科學(xué)基金優(yōu)秀學(xué)術(shù)專著出版資助，發(fā)表論文近20篇，取得專利授權(quán)3項(xiàng)，出版學(xué)術(shù)專著1部，獲得2018年遼寧省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果獎(jiǎng)。
第1章緒論1
1.1引言1
1.2主軸動(dòng)平衡技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀2
1.2.1直接式在線動(dòng)平衡裝置3
1.2.2間接式在線動(dòng)平衡裝置4
1.2.3混合式在線動(dòng)平衡裝置4
1.2.4國內(nèi)外目前主軸動(dòng)平衡裝置的主要方式6
1.3主軸系統(tǒng)不平衡原理8
1.3.1不平衡量表示8
1.3.2不平衡的分類11
1.3.3校正質(zhì)量塊移動(dòng)與校正面選擇13
1.4本章小結(jié)15
第2章主軸系統(tǒng)不平衡振動(dòng)特征提取技術(shù)16
2.1主軸振動(dòng)信號(hào)噪聲的去除16
2.1.1小波去除噪聲思路16
2.1.2小波去除噪聲方案17
2.2主軸振動(dòng)信號(hào)調(diào)理技術(shù)18
2.2.1函數(shù)選板濾波器Ⅵ21
2.2.2FIR濾波器對(duì)振動(dòng)信號(hào)調(diào)理25
2.3主軸振動(dòng)信號(hào)的采樣技術(shù)26
2.3.1主軸振動(dòng)信號(hào)整周期采樣27
2.3.2主軸振動(dòng)信號(hào)的量化??截?cái)嗯c能量泄露28
2.4主軸不平衡振動(dòng)信號(hào)提取方法29
2.4.1不平衡振動(dòng)信號(hào)幅值和相位的提取方法29
2.4.2基頻信號(hào)幅值和相位的傳統(tǒng)FFT提取方法30
2.4.3基頻信號(hào)幅值和相位的整周期截取提取方法31
2.4.4基頻信號(hào)幅值和相位的相關(guān)分析提取方法32
2.4.5基頻信號(hào)幅值和相位的互功率提取方法34
2.4.6基頻信號(hào)幅值和相位的正弦逼近提取方法35
2.5本章小結(jié)36
第3章主軸在線動(dòng)平衡及調(diào)控技術(shù)37
3.1主軸在線動(dòng)平衡技術(shù)37
3.1.1在線動(dòng)平衡技術(shù)37
3.1.2在線動(dòng)平衡技術(shù)研究展望39
3.2主軸動(dòng)平衡調(diào)控方法40
3.2.1剛性主軸的動(dòng)平衡方法40
3.2.2柔性主軸的動(dòng)平衡方法43
3.2.3其他動(dòng)平衡方法47
3.2.4動(dòng)平衡方法展望49
3.3本章小結(jié)49
第4章主軸不平衡振動(dòng)特征提取的應(yīng)用50
4.1振動(dòng)信號(hào)采集裝置50
4.1.1振動(dòng)信號(hào)傳感器50
4.1.2振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)采集器52
4.2基于互相關(guān)的主軸不平衡振動(dòng)特征提取54
4.2.1主軸振動(dòng)信號(hào)特征提取仿真54
4.2.2信號(hào)提取方法實(shí)驗(yàn)分析56
4.2.3主軸振動(dòng)信號(hào)提取后動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)對(duì)比58
4.3基于全相位傅里葉變化的主軸不平衡振動(dòng)特征提取59
4.3.1主軸振動(dòng)信號(hào)特征提取仿真59
4.3.2主軸振動(dòng)信號(hào)特征提取實(shí)驗(yàn)及對(duì)比63
4.3.3不平衡特征提取后動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)65
4.4本章小結(jié)67
第5章主軸動(dòng)平衡調(diào)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)及影響因素68
5.1主軸在線動(dòng)平衡調(diào)控技術(shù)應(yīng)用68
5.1.1單面檢測(cè)主軸在線動(dòng)平衡技術(shù)應(yīng)用68
5.1.2單面全矢量檢測(cè)主軸在線動(dòng)平衡技術(shù)應(yīng)用70
5.1.3雙面全矢量檢測(cè)主軸在線動(dòng)平衡技術(shù)應(yīng)用74
5.2主軸在線動(dòng)平衡調(diào)控影響因素分析77
5.2.1轉(zhuǎn)速對(duì)試驗(yàn)平臺(tái)的影響79
5.2.2轉(zhuǎn)速對(duì)主軸動(dòng)平衡效果的影響80
5.2.3試重塊試加角度對(duì)動(dòng)平衡效果的影響82
5.3本章小結(jié)88
第6章主軸動(dòng)平衡質(zhì)量補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)及應(yīng)用90
6.1主軸在線動(dòng)平衡移動(dòng)策略90
6.1.1電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械式平衡裝置90
6.1.2主軸動(dòng)平衡質(zhì)量補(bǔ)償策略應(yīng)用91
6.1.3平衡裝置質(zhì)量塊移動(dòng)策略實(shí)驗(yàn)與分析94
6.2高速主軸動(dòng)平衡質(zhì)量補(bǔ)償優(yōu)化技術(shù)97
6.2.1動(dòng)平衡質(zhì)量補(bǔ)償策略優(yōu)化97
6.2.2補(bǔ)償優(yōu)化數(shù)學(xué)模型98
6.2.3高速主軸動(dòng)平衡調(diào)控模擬98
6.3高速主軸在線動(dòng)平衡策略優(yōu)化實(shí)驗(yàn)與分析104
6.3.1配重塊的移動(dòng)策略104
6.3.2質(zhì)量補(bǔ)償策略優(yōu)化實(shí)驗(yàn)111
6.3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析116
6.4本章小結(jié)116
參考文獻(xiàn)117
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