基于ARM的現(xiàn)場動(dòng)平衡檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、近三十年,機(jī)械設(shè)備向大型高速化方向迅速發(fā)展,轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡技術(shù)要求日益提高。正在建設(shè)的輪軌滾動(dòng)行為模擬試驗(yàn)臺(tái)直徑達(dá)到三米以上,圓周速度達(dá)到100m／s,為確保該轉(zhuǎn)盤試驗(yàn)臺(tái)的正常工作,就涉及到復(fù)雜的動(dòng)平衡問題。本文針對(duì)實(shí)際需要,對(duì)現(xiàn)場動(dòng)平衡技術(shù)及其檢測(cè)系統(tǒng)開展了如下研究:
　　 對(duì)轉(zhuǎn)盤試驗(yàn)臺(tái)的功能指標(biāo)與結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析,根據(jù)直徑與寬度的比值大于10等特征,建立了旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)模型,由其特征方程(即頻率方程)計(jì)算出臨界轉(zhuǎn)速,得到臨界轉(zhuǎn)速低于

2、轉(zhuǎn)盤試驗(yàn)臺(tái)的工作轉(zhuǎn)速,推斷出轉(zhuǎn)盤試驗(yàn)臺(tái)為撓性系統(tǒng),并建立了轉(zhuǎn)子——轉(zhuǎn)軸——軸承系統(tǒng)模型,該系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)時(shí)為陀螺式渦動(dòng)。并利用matlab軟件進(jìn)行不平衡仿真,結(jié)果表明不平衡引起的轉(zhuǎn)盤試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)為正弦波的疊加,頻率為工作頻率的一倍頻(基頻)和二倍頻的疊加。
　　 動(dòng)平衡理論研究表明:轉(zhuǎn)盤試驗(yàn)臺(tái)整體作為撓性系統(tǒng)時(shí),采取撓性轉(zhuǎn)子的多面平衡影響系數(shù)法作為現(xiàn)場動(dòng)平衡方法是較好的選擇。動(dòng)平衡的檢測(cè)則選擇轉(zhuǎn)盤試驗(yàn)臺(tái)的主軸作為直接檢測(cè)對(duì)象和部位,同

3、時(shí)可選擇軸承座及機(jī)殼作為輔助檢測(cè)對(duì)象和部位。選擇三組位移傳感器對(duì)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè),同一組傳感器安裝在同一轉(zhuǎn)軸截面上,兩徑向傳感器互成90°夾角。另外轉(zhuǎn)速也可由位移傳感器測(cè)得的脈沖信號(hào)獲得,該脈沖信號(hào)的獲得則可利用轉(zhuǎn)子上的鍵槽。
　　 對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)制作了基于ARM嵌入式主板的數(shù)據(jù)采集板。并對(duì)PWM信號(hào)產(chǎn)生子程序、精簡ISA通信子程序、文件讀寫(micro SD卡)子程序進(jìn)行編寫和調(diào)試,軟件的調(diào)試?yán)昧薊VC開發(fā)環(huán)境

4、,可通過改變嵌入式主板硬件跳線連接及軟件環(huán)境的配置將主程序下載到嵌入式主板中,進(jìn)而為采集系統(tǒng)調(diào)試做好準(zhǔn)備。
　　 采集系統(tǒng)調(diào)試?yán)眯盘?hào)發(fā)生器產(chǎn)生正弦波信號(hào)以模擬不平衡振動(dòng)產(chǎn)生的信號(hào),由數(shù)據(jù)采集板將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)存入到micro SD卡中,PC讀取該離散數(shù)據(jù)后利用matlab繪出波形,與原波形對(duì)比。系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果表明:數(shù)據(jù)采集板能通過精簡ISA總線和ARM嵌入式主板良好通信,數(shù)據(jù)采集板轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)能通過ARM嵌入式主板的文件