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基于LabVIEW的曲轴飞轮组动平衡机改造研究

作　者: 曾契
导　师: 毕玉华
学　校: 昆明理工大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 动平衡动平衡机改造曲轴飞轮组虚拟仪器影响系数法
分类号: TH877
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

旋转机械的振动主要是由不平衡所产生的。因此,对于各类旋转机械,在制造和使用时都需要对转子和整机进行非常严格的动平衡。随着旋转机械和计算机技术的发展,动平衡技术得到越来越广泛的应用。曲轴飞轮组作为内燃机上的主要旋转部件,对内燃机的性能和运转的稳定性起着决定性的作用。本文首先介绍了动平衡技术和动平衡机的国内外发展研究现状,在基于对双面动平衡理论深入研究的基础上,引入了最常用的影响系数法并简要的介绍了曲轴飞轮组的动平衡。其次通过对系统进行总体设计和需求分析,选择了合适的数据采集卡和传感器,并根据曲轴飞轮组的结构特点提出了对旧动平衡机进行圈带传动改造,并对干扰信号进行了简要的分析和处理。最后利用LabVIEW软件作为研发平台,开发出了一套基于虚拟仪器的曲轴飞轮组动平衡测试系统。该系统采用了模块化的设计,利用模块化的结构对信号数据进行了预处理和简要的时域、频域分析,采用了改进的时域平均算法来求取不平衡质量和相位,并最终实时的显示在系统界面上。通过实验证明,本动平衡测试系统界面友好、操作简便、平衡精度较高,能满足对曲轴飞轮组进行动平衡的需要,具有较高的实用价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-13
  1.1 引言  8-9
  1.2 旋转机械的平衡  9-10
  1.3 动平衡技术和动平衡机的研究与发展  10
  1.4 国内外研究状况  10-11
  1.5 论文研究的内容  11-13
第二章动平衡基本理论  13-23
  2.1 概述  13-18
    2.1.1 基本的概念  13
    2.1.2 不平衡质量所引起的振动  13-15
    2.1.3 两个线性条件  15-16
    2.1.4 转子不平衡量的的分类  16-18
  2.2 动平衡的原理与测量方法  18-21
    2.2.1 三点法  18-19
    2.2.2 影响系数法  19-21
  2.3 曲轴飞轮组的平衡  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章动平衡信号分析处理技术  23-32
  3.1 原始数据的预处理  23-26
    3.1.1 零均值化(中心化处理)  23
    3.1.2 剔除奇异项和采样数据平滑处理  23-25
    3.1.3 采样数据的数字滤波  25-26
  3.2 信号的时域分析  26-28
    3.2.1 基准信号的测量  27
    3.2.2 振幅最大值和对应时间的计算  27-28
  3.3 信号的频域分析  28-31
    3.3.1 FFT幅值谱分析  29-30
    3.3.2 功率谱分析以及在LabVIEW中的实现原理  30-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章系统的总体结构设计  32-53
  4.1 系统的设计要求  32
  4.2 硬件总体方案设计  32-40
    4.2.1 动平衡机结构改造设计  33-34
      4.2.1.1 圈带传动的优点  33-34
      4.2.1.2 平衡机改造方案  34
    4.2.2 测试系统硬件电路设计  34-37
      4.2.2.1 传感器的选型  34-36
      4.2.2.2 数据采集卡的选择  36-37
    4.2.3 干扰信号的产生与处理  37-40
      4.2.3.1 产生干扰的原因  38
      4.2.3.2 干扰信号的分类和危害  38-39
      4.2.3.3 干扰信号的处理  39-40
  4.3 系统软件的总体设计  40-52
    4.3.1 开发软件的选取  40-46
      4.3.1.1 Windows系统平台  40-41
      4.3.1.2 虚拟仪器  41-44
      4.3.1.3 虚拟仪器开发软件和LabVIEW开发平台  44-46
    4.3.2 软件总体设计和功能模块介绍  46-48
    4.3.3 数据采集与控制模块  48-50
      4.3.3.1 数据采集卡的控制  48-49
      4.3.3.2 原始数据存取  49-50
    4.3.4 数据处理与分析模块  50-51
    4.3.5 数据标定模块  51-52
    4.3.6 不平衡质量和相位计算模块  52
  4.4 本章小结  52-53
第五章实验结果及误差分析  53-63
  5.1 动平衡机平衡精度指标  53-54
  5.2 曲轴飞轮组动平衡实验结果  54-61
    5.2.1 实验硬件设备和装置  54-56
    5.2.2 平衡实验结果分析  56-61
  5.3 误差分析  61-62
  5.4 本章小结  62-63
第六章结论与展望  63-65
  6.1 全文工作总结  63
  6.2 展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录攻读硕士学位期间参与项目及发表论文  69
  附录1 参与项目  69
  附录2 论文发表  69

基于LabVIEW的曲轴飞轮组动平衡机改造研究

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