機(jī)械性能測試綜合實(shí)驗(yàn).ppt

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綜合實(shí)驗(yàn),1、意義2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、基本概念和重點(diǎn)難點(diǎn)3、提供資料4、基本要求5、時(shí)間安排6、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和分組,▼,▼,▼,▼,▼,▼,1、綜合了控制工程基礎(chǔ)、測試技術(shù)基礎(chǔ)、傳感器工程學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)控制等課程的內(nèi)容。2、培養(yǎng)知識綜合運(yùn)行能力，鍛煉思考問題、分析問題和解決問題的能力，提高創(chuàng)新思維和實(shí)際動(dòng)手能力，提高學(xué)生駕馭知識的能力。3、培養(yǎng)事實(shí)求是的科學(xué)態(tài)度，相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神和勇于開拓的創(chuàng)新意識。4、為今后工作中，實(shí)驗(yàn)臺的研究開發(fā)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、測試，甚至產(chǎn)品的開發(fā)、評估等打基礎(chǔ)。,意義,▲,三個(gè)綜合實(shí)驗(yàn),1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試2、機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試3、機(jī)械阻抗的測量,▼,▼,▼,▲,需要掌握的基本概念和分析的問題,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試,(1)回轉(zhuǎn)軸的誤差運(yùn)動(dòng)；(2)五個(gè)誤差運(yùn)動(dòng)的定義；(3)誤差敏感方向；車床主軸的誤差敏感方向；(4)圓圖像產(chǎn)生的方法；(5)車床主軸回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)的圓圖象的一般樣式；(6)車床主軸回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測量結(jié)果的表達(dá)方式有幾種，其含義是什么？(7)主軸回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)的測量方法有哪幾種？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？,需要掌握的基本概念和分析的問題,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試,(8)機(jī)床主軸為什么會產(chǎn)生偏心誤差；(9)什么是消偏，為什么要消偏？(10)消偏的方法有哪幾種？(11)何為機(jī)械消偏？如何機(jī)械消偏？機(jī)械消偏對標(biāo)準(zhǔn)盤的制造和安裝有什么要求？(12)何為電氣消偏？如何電氣消偏？機(jī)械消偏對標(biāo)準(zhǔn)盤的制造和安裝有什么要求？(13)在消偏的誤差運(yùn)動(dòng)圖像中如何表示粗糙度和形狀誤差；,需要掌握的基本概念和分析的問題,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試,(14)圖1-13（見機(jī)床主軸誤差運(yùn)動(dòng)測試背景材料）中帶通I、帶通II、限幅器、移相器A、移相器B和乘法器的作用是什么？(15)使用回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試儀進(jìn)行回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試，如何標(biāo)定？(16)如何用最小二乘方園對獲得的圓圖像進(jìn)行處理？(17)如果傳感器安裝時(shí)，沒有完全垂直機(jī)床主軸，測試結(jié)果和上述結(jié)果有什么不同，為什么？,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)功率及效率測定,(1)機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試的理論依據(jù)是什么？(2)扭矩的測量一般需要哪兩個(gè)參數(shù)，為什么？(3)在測量扭矩過程中，應(yīng)變片如何粘貼，如何組成橋式電路？(4)JSC–1型磁電式相位差扭矩傳感器測量原理是什么？(5)磁電式相位差扭矩傳感器在沒有負(fù)載和有負(fù)載情況下，相位差是如何確定的？,需要掌握的基本概念和分析的問題,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)功率及效率測定,(6)該實(shí)驗(yàn)的背景資料中，圖3-8中A～K的作用是什么？(7)在本實(shí)驗(yàn)的機(jī)械閉式效率試驗(yàn)臺中，動(dòng)力裝置和加載裝置的作用是什么？(8)在功率正式試驗(yàn)前,為什么必須先對臺架本身進(jìn)行標(biāo)定，如何標(biāo)定？(9)磁粉制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及原理是什么？在該實(shí)驗(yàn)中，其作用是什么？,需要掌握的基本概念和分析的問題,3、機(jī)械阻抗的測量,(1)何為位移阻抗、速度阻抗和加速度阻抗？它們的含義是什么？(2)何為位移導(dǎo)納、速度導(dǎo)納和加速度導(dǎo)納？它們的含義是什么？(3)何為驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗、跨點(diǎn)傳遞阻抗?(4)頻率響應(yīng)和阻抗有什么聯(lián)系？測量阻抗有什么意義？(5)機(jī)械阻抗的測量需要測量哪些數(shù)據(jù)？,需要掌握的基本概念和分析的問題,3、機(jī)械阻抗的測量,(6)機(jī)械阻抗測量的方法有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？(7)8001型阻抗頭由什么組成，其作用是什么？(8)為什么選擇電磁激振器，其工作原理是什么？(9)獲得被測物體的固有頻率和阻尼率的方法有幾種？本實(shí)驗(yàn)采用什么方法？(10)液壓滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、工作原理和功能。(11)如何提高機(jī)床磨頭的機(jī)械特性？,需要掌握的基本概念和分析的問題,各實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn),1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試,重點(diǎn)：機(jī)械消偏和電氣消偏原理；測量盤和補(bǔ)償盤的調(diào)整；測試系統(tǒng)的標(biāo)定；最小二乘方園法對圖像的處理。難點(diǎn)：機(jī)械消偏和電氣消偏原理；最小二乘方園法對圖像的處理。,各實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn),2、機(jī)械結(jié)構(gòu)功率及效率測定,重點(diǎn)：相位差式扭矩儀測量扭矩的原理和方法；相位差式扭矩儀數(shù)字式測量電路及其測量波形分析。難點(diǎn)：相位差式扭矩儀數(shù)字式測量電路及其測量波形分析。,各實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn),3、機(jī)械阻抗的測量,重點(diǎn)：用正弦激勵(lì)的方法測定系統(tǒng)固有頻率和阻尼率的方法；機(jī)床磨頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能分析；提高機(jī)床磨頭的機(jī)械特性的方法分析。難點(diǎn)：機(jī)床磨頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能分析；提高機(jī)床磨頭的機(jī)械特性的方法分析。,提供資料,背景資料實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書部分儀器設(shè)備說明書部分實(shí)驗(yàn)錄像網(wǎng)站(http://202.114.88.54/g/csjs/index.asp)注：下課后班長來拷貝資料(約300M),▲,基本要求,做實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和背景資料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)；并根據(jù)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的背景材料和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中的“預(yù)習(xí)思考題”，以A4紙作答，作為附加頁隨實(shí)驗(yàn)報(bào)告一起交，和實(shí)驗(yàn)報(bào)告裝訂一起。應(yīng)獨(dú)立完成預(yù)習(xí)思考題目，如發(fā)現(xiàn)大部分雷同，則不允許進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的“實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)部分”上，如某“實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)部分”的題目和“預(yù)習(xí)思考題”題目重復(fù)，則該預(yù)習(xí)思考題可不作答。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和寫預(yù)習(xí)報(bào)告，預(yù)習(xí)思考題在課外進(jìn)行。,在實(shí)驗(yàn)時(shí)，指導(dǎo)老師檢查預(yù)習(xí)題目和預(yù)習(xí)報(bào)告完成情況，如果沒有完成，指導(dǎo)老師可不讓學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)積極主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中溜走，則該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)需要重新做或沒有該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成績；同一組做同一實(shí)驗(yàn)的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以相同（如果做多組數(shù)據(jù)也可以不同），但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)的問題不應(yīng)完全相同，每個(gè)人應(yīng)該有自己的觀察和發(fā)現(xiàn)。,實(shí)驗(yàn)報(bào)告的第三部分“結(jié)果與討論”，包括數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，影響因素討論，綜合分析和結(jié)論。在報(bào)告中都應(yīng)該體現(xiàn)，特別時(shí)后面三部分，應(yīng)獨(dú)立分析做答。如果發(fā)現(xiàn)抄襲或基本雷同，則報(bào)告重新寫。實(shí)驗(yàn)報(bào)告，如有必要可以附加頁。交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的日期由各指導(dǎo)老師確定。,▲,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和分組,,一個(gè)班分為3組，每組做3個(gè)實(shí)驗(yàn)，完成三份報(bào)告，裝訂后一起上交。,▲,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試,,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試,,▲,1、機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試,機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差：在機(jī)床旋轉(zhuǎn)的某一時(shí)刻，在主軸某一截面處，主軸實(shí)際軸心相對理想軸心的偏差。,,,,理想回轉(zhuǎn)中心,實(shí)際回轉(zhuǎn)中心,,截面,,機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)：在機(jī)床旋轉(zhuǎn)一周期間，在主軸某一截面處，主軸實(shí)際軸心相對理想軸心的偏差軌跡。,,,,理想情況，主軸回轉(zhuǎn)一周軸心軌跡,實(shí)際主軸回轉(zhuǎn)一周軸心軌跡,,截面,機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試意義：（1）評價(jià)機(jī)床的加工精度（形狀誤差和表面粗糙程度）（2）了解機(jī)床回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生的原因（3）預(yù)測加工零件的形狀誤差，并判斷產(chǎn)生的原因,主軸安裝偏心,理想回轉(zhuǎn)中心,由于安裝偏心的回轉(zhuǎn)中心,,主軸安裝偏心,理想回轉(zhuǎn)中心,由于安裝偏心的回轉(zhuǎn)中心,主軸安裝偏心,,總偏心量,回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)的表示：,,,直角坐標(biāo)形式,圓圖像形式,,兩種測試方法：,（1）機(jī)械消偏法；,,（2）電氣消偏法；,,,機(jī)械消偏測量回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng),,消偏原理,,電氣消偏測量回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng),,,,回轉(zhuǎn)誤差運(yùn)動(dòng)測試儀原理框圖,▲,,,,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試,,,,,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試,,,▲,,,2、機(jī)械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試,,,,,,,,,,,扭矩Mn的測量：,,,G---剪切彈性模量,Jn---斷面的極慣性矩,JSC–1型磁電式相位差扭矩傳感器的結(jié)構(gòu),數(shù)字式測量電路的方框圖和波形圖,,,,,,轉(zhuǎn)速n的測量：,反射型光電轉(zhuǎn)速計(jì)的原理,5–半透明膜片;6–光電管;7–被測軸,其中，n為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速；f為脈沖頻率；z為轉(zhuǎn)軸上的槽數(shù)或齒數(shù)。,,,,機(jī)械閉式效率試驗(yàn)臺,▲,3、機(jī)械阻抗的測量,,,,,▲,3、機(jī)械阻抗的測量,,阻抗概念：,單自由度系統(tǒng),,,,位移阻抗,速度阻抗,加速度阻抗,產(chǎn)生單位的位移響應(yīng)、速度響應(yīng)及加速度響應(yīng)所需要提供的激振力,,,,,頻率響應(yīng)函數(shù)：,,單自由度系統(tǒng),位移阻抗,位移阻抗和頻率響應(yīng)函數(shù)互為倒數(shù),機(jī)械阻抗的測量,,頻率響應(yīng)的測量,,,,,目的：,通過研究機(jī)械結(jié)構(gòu)的激勵(lì)、響應(yīng)和動(dòng)態(tài)特性三者的關(guān)系來獲得機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性,三種表達(dá)方式：,（1）幅頻特性曲線和相頻特性曲線；（2）實(shí)部頻率曲線和虛部頻率曲線；（3）幅相頻率曲線(Nyquist),以丹麥B&K2010分析儀為主體組成的機(jī)械阻抗測試系統(tǒng),機(jī)械阻抗數(shù)據(jù)的分析：,(1)確定結(jié)構(gòu)各階模態(tài)的模態(tài)參數(shù),(2)主要的是結(jié)構(gòu)的固有頻率ω和阻尼率ξ,根據(jù)Nyquist曲線確定ωn和ζ,根據(jù)幅頻曲線確定ωn和ζ,,,根據(jù)實(shí)頻和虛頻曲線確定ωn和ζ,實(shí)頻曲線,虛頻曲線,▲,,