機械性能測試綜合實驗2010.ppt

機械性能測試綜合實驗,1、意義 2、實驗內(nèi)容、基本概念和重點難點 3、提供資料 4、基本要求 5、時間安排 6、實驗學(xué)時和分組,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)、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造裝備設(shè)計、機電傳動控制等課程的內(nèi)容。 2、培養(yǎng)知識綜合運行能力，鍛煉思考問題、分析問題和解決問題的能力，提高創(chuàng)新思維和實際動手能力，提高學(xué)生駕馭知識的能力。 3、培養(yǎng)事實求是的科學(xué)態(tài)度，相互協(xié)作的團隊精神和勇于開拓的創(chuàng)新意識。 4、為今后工作中，實驗臺的研究開發(fā)，實驗設(shè)計、測試，甚至產(chǎn)品的開發(fā)、評估等打基礎(chǔ)。,意 義,三個綜合實驗,1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試 2、機械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試 3、機械阻抗的測量,需要掌握的基本概念和分析的問題,1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試,(1)回轉(zhuǎn)軸的誤差運動； (2)五個誤差運動的定義； (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)誤差運動的圓圖象的一般樣式； (6)車床主軸回轉(zhuǎn)誤差運動測量結(jié)果的表達方式有幾種，其含義是什么？ (7)主軸回轉(zhuǎn)誤差運動的測量方法有哪幾種？各自的優(yōu)缺點是什么？,需要掌握的基本概念和分析的問題,1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試,(8)機床主軸為什么會產(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)何為機械消偏？如何機械消偏？機械消偏對標準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？機械消偏對標準盤的制造和安裝有什么要求？ (13)在消偏的誤差運動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、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試,(14)圖1-13（見機床主軸誤差運動測試背景材料）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)誤差運動測試儀進行回轉(zhuǎn)誤差運動測試，如何標定？ (16)如何用最小二乘方園對獲得的圓圖像進行處理？ (17)如果傳感器安裝時，沒有完全垂直機床主軸，測試結(jié)果和上述結(jié)果有什么不同，為什么？,2、機械結(jié)構(gòu)功率及效率測定,(1)機械結(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載和有負載情況下，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、機械結(jié)構(gòu)功率及效率測定,(6) 該實驗的背景資料中，圖3-8中AK的作用是什么？ (7)在本實驗的機械閉式效率試驗臺中，動力裝置和加載裝置的作用是什么？ (8)在功率正式試驗前,為什么必須先對臺架本身進行標定，如何標定？ (9)磁粉制動器的結(jié)構(gòu)及原理是什么？在該實驗中，其作用是什么？,需要掌握的基本概念和分析的問題,3、機械阻抗的測量,(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)動點阻抗、跨點傳遞阻抗? (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、機械阻抗的測量,(6)機械阻抗測量的方法有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點？ (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？ 本實驗采用什么方法？ (10)液壓滑動軸承的結(jié)構(gòu)、工作原理和功能。 (11)如何提高機床磨頭的機械特性？,需要掌握的基本概念和分析的問題,各實驗的重點和難點,1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試,重點： 機械消偏和電氣消偏原理；測量盤和補償盤的調(diào)整；測試系統(tǒng)的標定；最小二乘方園法對圖像的處理。 難點： 機械消偏和電氣消偏原理；最小二乘方園法對圖像的處理。,各實驗的重點和難點,2、機械結(jié)構(gòu)功率及效率測定,重點： 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： 相位差式扭矩儀數(shù)字式測量電路及其測量波形分析 。,各實驗的重點和難點,3、機械阻抗的測量,重點： 用正弦激勵的方法測定系統(tǒng)固有頻率和阻尼率的方法；機床磨頭結(jié)構(gòu)特點和功能分析；提高機床磨頭的機械特性的方法分析。 難點： 機床磨頭結(jié)構(gòu)特點和功能分析；提高機床磨頭的機械特性的方法分析 。,提供資料,背景資料 實驗指導(dǎo)書 部分儀器設(shè)備說明書 部分實驗錄像 網(wǎng)站(/csjs/index.asp) 注：下課后班長來拷貝資料 (約300M),基本要求,做實驗前，應(yīng)根據(jù)實驗內(nèi)容和背景資料進行實驗預(yù)習(xí)；并根據(jù)相應(yīng)實驗的背景材料和實驗指導(dǎo)，完成實驗指導(dǎo)中的“預(yù)習(xí)思考題”，以A4紙作答，作為附加頁隨實驗報告一起交，和實驗報告裝訂一起。 應(yīng)獨立完成預(yù)習(xí)思考題目，如發(fā)現(xiàn)大部分雷同，則不允許進行實驗。 實驗預(yù)習(xí)報告寫在實驗報告的“實驗預(yù)習(xí)部分”上，如某“實驗預(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。 實驗預(yù)習(xí)和寫預(yù)習(xí)報告，預(yù)習(xí)思考題在課外進行。,在實驗時，指導(dǎo)老師檢查預(yù)習(xí)題目和預(yù)習(xí)報告完成情況，如果沒有完成，指導(dǎo)老師可不讓學(xué)生參加實驗。 實驗時，應(yīng)積極主動進行實驗，如發(fā)現(xiàn)實驗中溜走，則該項實驗需要重新做或沒有該項實驗成績； 同一組做同一實驗的學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)可以相同（如果做多組數(shù)據(jù)也可以不同），但實驗現(xiàn)象和實驗過程發(fā)現(xiàn)的問題不應(yīng)完全相同，每個人應(yīng)該有自己的觀察和發(fā)現(xiàn)。,實驗報告的第三部分“結(jié)果與討論”，包括數(shù)據(jù)處理，實驗現(xiàn)象分析，影響因素討論，綜合分析和結(jié)論。在報告中都應(yīng)該體現(xiàn)，特別是后面三部分，應(yīng)獨立分析做答。如果發(fā)現(xiàn)抄襲或基本雷同，則報告重新寫。 實驗報告，如有必要可以附加頁。 交實驗報告的日期由各指導(dǎo)老師確定。,時間安排,實驗學(xué)時和分組,一個班分為3組，每組做3個實驗，完成三份報告，裝訂后一起上交。,1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試,1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試,1、機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試,機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差： 在機床旋轉(zhuǎn)的某一時刻，在主軸某一截面處，主軸實際軸心相對理想軸心的偏差。,理想回轉(zhuǎn)中心,實際回轉(zhuǎn)中心,截面,機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動： 在機床旋轉(zhuǎn)一周期間，在主軸某一截面處，主軸實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,實際主軸回轉(zhuǎn)一周軸心軌跡,截面,機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試意義： （1）評價機床的加工精度（形狀誤差和表面粗糙程度 ） （2）了解機床回轉(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,總偏心量 e,回轉(zhuǎn)誤差運動的表示：,直角坐標形式,圓圖像形式,兩種測試方法：,（1）機械消偏法；,（2）電氣消偏法；,機械消偏測量回轉(zhuǎn)誤差運動,消偏原理,電氣消偏測量回轉(zhuǎn)誤差運動,回轉(zhuǎn)誤差運動測試儀原理框圖,2、機械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試,2、機械結(jié)構(gòu)的功率與效率測試,2、機械結(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)。,機械閉式效率試驗臺,3、機械阻抗的測量,3、機械阻抗的測量,3、機械阻抗的測量,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),機械阻抗的測量,頻率響應(yīng)的測量,3、機械阻抗的測量,目的：,通過研究機械結(jié)構(gòu)的激勵、響應(yīng)和動態(tài)特性三者的關(guān)系來獲得機械結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性,三種表達方式：,（1）幅頻特性曲線和相頻特性曲線；