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電機流體解析法在車床型裝置整治時的作用研討

作者:天乙數(shù)控機床時間:2021-12-011072次瀏覽

信息摘要:

測試系統(tǒng)和研究對象自行開發(fā)的電流診斷系統(tǒng)616車床的主傳動系統(tǒng)本文采用61621車床作為研究對象,電流信號由電動機電源輸入端拾取,進入自行開發(fā)的電流診斷系統(tǒng)。車床主傳動系統(tǒng)如所示。系統(tǒng)由4kW的四級交流異步電動機驅(qū)動,額定轉(zhuǎn)速為1320r/min,經(jīng)過**級皮帶傳動到主齒輪箱,再經(jīng)由第二級皮帶傳動到床頭箱,實現(xiàn)進一步減速

測試系統(tǒng)和研究對象自行開發(fā)的電流診斷系統(tǒng)616車床的主傳動系統(tǒng)本文采用61621車床作為研究對象,電流信號由電動機電源輸入端拾取,進入自行開發(fā)的電流診斷系統(tǒng)。車床主傳動系統(tǒng)如所示。系統(tǒng)由4kW的四級交流異步電動機驅(qū)動,額定轉(zhuǎn)速為1320r/min,經(jīng)過**級皮帶傳動到主齒輪箱,再經(jīng)由第二級皮帶傳動到床頭箱,實現(xiàn)進一步減速。由于皮帶輪的尺寸只是手工測量的估計值,為了找到正確匹配的傳動鏈,通過測試數(shù)據(jù)的初步處理,根據(jù)四種轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系,得出對應(yīng)的傳動鏈,且計算的結(jié)構(gòu)特征頻率如示。
 
  信號處理和分析均勻切削在均勻切削狀態(tài),測試了200r/min、640r/min、800r/min三檔轉(zhuǎn)速,是電流譜,由譜圖可知,主要特征頻率是以調(diào)制的形式出現(xiàn)在50Hz的兩邊。為規(guī)范起見,將本文譜圖上使用的標(biāo)記定義如下:主軸頻率:t;皮帶1特征頻率:o;皮帶2特征頻率:p;軸2回轉(zhuǎn)頻率:w;軸3回轉(zhuǎn)頻率.
 
  由所示的均勻切削譜圖可以看出:(1)50Hz能量隨轉(zhuǎn)速升高而增大,符合電流與負載轉(zhuǎn)矩成正比的規(guī)律;(2)軸3的頻率在此種常規(guī)工況下是占主導(dǎo)的特征頻率,也隨轉(zhuǎn)速而增大;(3)除上述頻率之外主要顯現(xiàn)的特征頻率是皮帶1和皮帶2的固有頻率。
 
  均勻切削工況電流頻譜圖312各工況對比分析(200r/min)在200r/min下所測試的工況包括均勻切削、偏心、沖擊負載和摩擦。是后三種工況的電流譜。
 
  由譜圖可歸納轉(zhuǎn)速為200r/min下不同工況的情況:種工況中,占主要分量的仍是皮帶1的特征頻率。由于皮帶1距電機比較近,在低轉(zhuǎn)速下尤其明顯。主軸的偏心工況中有明顯的主軸頻率及其二倍頻。沖擊載荷時圍繞50Hz的是軸3的回轉(zhuǎn)頻率。
 
  實驗結(jié)果分析經(jīng)過以上實驗中主軸偏心、沖擊負荷、摩擦擾動以及均勻切削等工況的信號分析,并通過相同切削狀態(tài)下不同轉(zhuǎn)速的比較、相同轉(zhuǎn)速下不同切削狀態(tài)的比較研究,對所記錄的近百組數(shù)據(jù)進行了反復(fù)分析和處理,可得出以下分析結(jié)果:(1)變速箱和主軸箱的各回轉(zhuǎn)頻率在電機電流信號都能體現(xiàn),反映了車床運行的主要特征頻率,即使有皮帶這一柔性連接形式的存在,還是能夠找到相應(yīng)的頻率;雖然皮帶的傳動比不確切知道,但通過四檔轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系,分析出對應(yīng)的傳動鏈,并在頻譜分析中得到證實。
 
 ?。?)在本研究案例中,電機驅(qū)動軸和主軸的回轉(zhuǎn)頻率一般并不顯現(xiàn),這是因為變速箱輸入軸處和主軸處裝有卸載裝置,該裝置衰減了相應(yīng)軸的扭矩波動。僅在主軸偏心、沖擊負荷等情況下才能顯現(xiàn)主軸頻率。也說明電機本體的電氣系統(tǒng)和軸承狀況良好,電機轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。
 
 ?。?)在相同的切削工況下,轉(zhuǎn)速越高,50Hz分量越大,也即定子電流越大。低轉(zhuǎn)速下的主要特征是皮帶1的頻率;隨轉(zhuǎn)速升高,軸3的回轉(zhuǎn)頻率和皮帶2的特征頻率越來越明顯。主軸偏心、沖擊負荷和摩擦擾動的頻譜雖然差別不是非常大(因為從本質(zhì)上說,這幾種情況有相似之處),但仔細分析還是各有其特征,從譜圖上是可識別的。
 
  結(jié)論本文嘗試采用電流法監(jiān)測機床傳動鏈狀態(tài)并實現(xiàn)其故障診斷,取得了良好的實驗效果,為機床類設(shè)備傳動鏈的分析提供了一種簡單、實用的方法,可以應(yīng)用于機床生產(chǎn)和運行過程中,為提高制造質(zhì)量和安全運行水平提供了保障。


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