電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)【含8張CAD圖紙、說(shuō)明書】
電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)【含8張CAD圖紙、說(shuō)明書】,含8張CAD圖紙、說(shuō)明書,電機(jī),機(jī)電,可靠性,試驗(yàn)臺(tái),設(shè)計(jì),cad,圖紙,說(shuō)明書,仿單
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題 目: 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào): 姓 名: 指導(dǎo)教師: 完成日期: 年5月 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書論文(設(shè)計(jì))題目: 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào): 專業(yè): 指導(dǎo)教師: 系主任: 一、主要內(nèi)容及基本要求 研究?jī)?nèi)容:設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行無(wú)刷直流電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái),要求通過(guò)增加電機(jī)載荷的方式對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)。具體內(nèi)容如下:1無(wú)刷直流電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)2動(dòng)力元件的選擇3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4其他零部件的設(shè)計(jì) 基本要求: 1技術(shù)指標(biāo)要求符合設(shè)計(jì)要求 。 2繪制測(cè)試臺(tái)總裝配圖和主要零件圖。要求圖紙不少于2.5張A0圖紙。 3翻譯一篇不少于3000字的外文文獻(xiàn)。 4撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書,要求不少于1萬(wàn)字。 二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題 1電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)中測(cè)試方案的選擇。 2關(guān)鍵零部件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。 3技術(shù)指標(biāo):轉(zhuǎn)速:3000rpm功率:600W 三、進(jìn)度安排序號(hào)各階段完成的內(nèi)容完成時(shí)間1查閱文獻(xiàn),收集資料第1周2確定總體方案第23周3開題報(bào)告第4周4主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算第58周5中期檢查第9周6完成所有零部件的設(shè)計(jì)第1012周7撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第1314周8準(zhǔn)備答辯第15周四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1、潘存云,唐進(jìn)元. 機(jī)械原理. 長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社,2011.11 2、周良德,朱泗芳,楊世平. 現(xiàn)代工程圖學(xué),第二版. 長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2007.11. 3、李必文. 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè). 長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社,2011.7. 目錄摘要1Abstract1第一章 緒論21.1可靠性研究的意義21.2國(guó)內(nèi)外電機(jī)可靠性研究的現(xiàn)狀31.2.1國(guó)內(nèi)外有關(guān)可靠性標(biāo)準(zhǔn)概況41.2.2國(guó)外可靠性的發(fā)展?fàn)顩r41.2.3國(guó)內(nèi)可靠性的發(fā)展?fàn)顩r51.3可靠性基本概念5第二章 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)82.1電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求82.2電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)82.2.1試驗(yàn)臺(tái)工作原理82.2.2電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的基本功能92.2.3總體設(shè)計(jì)方案9第三章 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)重要部件的選擇143.1無(wú)刷直流電機(jī)的選擇143.1.1無(wú)刷直流電機(jī)的介紹及工作原理143.1.2電機(jī)的選擇143.2測(cè)功機(jī)的選擇153.2.1測(cè)功機(jī)的工作原理153.2.3測(cè)功機(jī)的選擇173.2.4電渦流制動(dòng)器的主要特點(diǎn)173.2.5電渦流制動(dòng)器的注意事項(xiàng)及使用環(huán)境183.3扭矩傳感器的選擇183.3.1扭矩傳感器的工作介紹183.3.2扭矩傳感器的選擇193.3.3扭矩傳感器的主要特點(diǎn)203.3.4安裝注意事項(xiàng)213.4本章小結(jié)21第四章 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案及其零件具體設(shè)計(jì)224.1聯(lián)軸器設(shè)計(jì)224.1.1選擇聯(lián)軸器的類型224.1.2計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩224.1.3確定聯(lián)軸器的型號(hào)234.1.4校核最大轉(zhuǎn)速234.1.5協(xié)調(diào)軸孔直徑及規(guī)定部件的安裝精度234.1.6進(jìn)行必要的校核244.1.7聯(lián)軸器配合與公差254.2鍵的選擇和鍵連接強(qiáng)度計(jì)算264.2.1鍵的選擇264.2.2鍵連接強(qiáng)度計(jì)算264.2.3鍵的強(qiáng)度校核274.2.4平鍵聯(lián)結(jié)的公差與配合284.3大平板設(shè)計(jì)284.3.1平板的分類及應(yīng)用284.3.2大平板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)294.3.3大平板的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)304.3.4注意事項(xiàng)304.4扭矩傳感器底座設(shè)計(jì)304.5電機(jī)支撐底座設(shè)計(jì)324.6本章小結(jié)34第五章 其他零部件的選取355.1聯(lián)軸器連接螺栓的選擇355.1.1連接螺栓的選擇355.1.2螺紋基本尺寸的選擇365.2安裝螺栓的選擇36總裝配三維圖36總結(jié)37致謝38參考文獻(xiàn)39附錄I40附錄48電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)摘要:主要是控制磁粉制動(dòng)器對(duì)電機(jī)進(jìn)行空載、加載、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)。通過(guò)傳感器以及相關(guān)的儀器儀表來(lái)顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率等相關(guān)參數(shù)曲線,來(lái)分析電機(jī)的可靠性。關(guān)鍵詞:電機(jī)、可靠性、試驗(yàn)臺(tái)The Design of the Motor Reliability Test BedAbstract:Mainly to control the dynamometer motor no-load,load,locked rotor test.Sensors and related instrumentation to display the curve of the motor speed,torque,power and other relevant parameters to analyze the reliability of the motor.Keywords: motor,reliability,test-bed 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題 目: 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào): 姓 名: 指導(dǎo)教師: 完成日期: 年5月 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書論文(設(shè)計(jì))題目: 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 學(xué)號(hào): 專業(yè): 指導(dǎo)教師: 系主任: 一、主要內(nèi)容及基本要求 研究?jī)?nèi)容:設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行無(wú)刷直流電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái),要求通過(guò)增加電機(jī)載荷的方式對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)。具體內(nèi)容如下:1無(wú)刷直流電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)2動(dòng)力元件的選擇3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4其他零部件的設(shè)計(jì) 基本要求: 1技術(shù)指標(biāo)要求符合設(shè)計(jì)要求 。 2繪制測(cè)試臺(tái)總裝配圖和主要零件圖。要求圖紙不少于2.5張A0圖紙。 3翻譯一篇不少于3000字的外文文獻(xiàn)。 4撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書,要求不少于1萬(wàn)字。 二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題 1電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)中測(cè)試方案的選擇。 2關(guān)鍵零部件的計(jì)算與設(shè)計(jì)。 3技術(shù)指標(biāo):轉(zhuǎn)速:3000rpm功率:600W 三、進(jìn)度安排序號(hào)各階段完成的內(nèi)容完成時(shí)間1查閱文獻(xiàn),收集資料第1周2確定總體方案第23周3開題報(bào)告第4周4主要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算第58周5中期檢查第9周6完成所有零部件的設(shè)計(jì)第1012周7撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第1314周8準(zhǔn)備答辯第15周四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1、潘存云,唐進(jìn)元. 機(jī)械原理. 長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社,2011.11 2、周良德,朱泗芳,楊世平. 現(xiàn)代工程圖學(xué),第二版. 長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2007.11. 3、李必文. 機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè). 長(zhǎng)沙:中南大學(xué)出版社,2011.7. 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))評(píng)閱表學(xué)號(hào) 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目: 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo),體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求,達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的;2.難度、份量是否適當(dāng);3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力;2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力;3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力;4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力;5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文(設(shè)計(jì))質(zhì)量1.立論是否正確,論述是否充分,結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理;實(shí)驗(yàn)是否正確,設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué);技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確,符號(hào)是否統(tǒng)一,圖表圖紙是否完備、整潔、正確,引文是否規(guī)范;2.文字是否通順,有無(wú)觀點(diǎn)提煉,綜合概括能力如何;3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值,有無(wú)創(chuàng)新之處。綜合評(píng) 價(jià) 該生在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,態(tài)度非常認(rèn)真,基本能獨(dú)立思考解決問(wèn)題,查閱參考資料,但綜合運(yùn)用能力和設(shè)計(jì)繪圖能力一般,積極進(jìn)取,遇到不會(huì)的問(wèn)題能夠及時(shí)找老師和同學(xué)尋找?guī)椭?,畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書格式基本正確,文字基本通順,但圖紙中存在一些錯(cuò)誤。評(píng)閱人: 2014年 月 日 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))鑒定意見 學(xué)號(hào): 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書) 39 頁(yè) 圖 表 8 張論文(設(shè)計(jì))題目: 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 內(nèi)容提要: 研究?jī)?nèi)容:設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行無(wú)刷直流電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái),要求通過(guò)增大電機(jī)載荷的方式對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)。具體內(nèi)容如下: 1無(wú)刷直流電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)2動(dòng)力元件的選擇3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4其他零部件的設(shè)計(jì) 主要特色:將可靠性運(yùn)用到了電機(jī)可靠性試驗(yàn)當(dāng)中,通過(guò)聯(lián)軸器、扭矩傳感器、磁粉制動(dòng)器,測(cè)驗(yàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率等來(lái)推算電機(jī)的壽命,可以讓我們很好的了解產(chǎn)品的使用壽命情況,及時(shí)的對(duì)電機(jī)進(jìn)行改進(jìn),使生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量得到了有效的提高。測(cè)試設(shè)備自動(dòng)化程度高,使其操作簡(jiǎn)單方便。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 選題符合培養(yǎng)目標(biāo),總體設(shè)計(jì)方案正確,達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的。該生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,學(xué)習(xí)態(tài)度良好,遵守學(xué)校的紀(jì)律,認(rèn)真完成老師布置的設(shè)計(jì)任務(wù),團(tuán)結(jié)同學(xué),待人熱情,態(tài)度較認(rèn)真;基本能獨(dú)立思考解決問(wèn)題,查閱參考資料。說(shuō)明書結(jié)構(gòu)較嚴(yán)謹(jǐn),格式基本正確,文字基本通順,但圖紙中存在少量錯(cuò)誤。 同意其參加答辯,建議成績(jī)?cè)u(píng)定為 中 。 指導(dǎo)教師: 年 月 日答辯簡(jiǎn)要情況及評(píng)語(yǔ) 根據(jù)答辯情況,答辯小組同意其成績(jī)?cè)u(píng)定為答辯小組組長(zhǎng): 年 月 日答辯委員會(huì)意見 經(jīng)答辯委員會(huì)討論,同意該畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定為答辯委員會(huì)主任: 年 月 日目錄摘要1Abstract1第一章 緒論21.1可靠性研究的意義21.2國(guó)內(nèi)外電機(jī)可靠性研究的現(xiàn)狀31.2.1國(guó)內(nèi)外有關(guān)可靠性標(biāo)準(zhǔn)概況41.2.2國(guó)外可靠性的發(fā)展?fàn)顩r41.2.3國(guó)內(nèi)可靠性的發(fā)展?fàn)顩r51.3可靠性基本概念5第二章 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)82.1電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求82.2電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)82.2.1試驗(yàn)臺(tái)工作原理82.2.2電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的基本功能92.2.3總體設(shè)計(jì)方案9第三章 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)重要部件的選擇143.1無(wú)刷直流電機(jī)的選擇143.1.1無(wú)刷直流電機(jī)的介紹及工作原理143.1.2電機(jī)的選擇143.2測(cè)功機(jī)的選擇153.2.1測(cè)功機(jī)的工作原理153.2.3測(cè)功機(jī)的選擇173.2.4電渦流制動(dòng)器的主要特點(diǎn)173.2.5電渦流制動(dòng)器的注意事項(xiàng)及使用環(huán)境183.3扭矩傳感器的選擇183.3.1扭矩傳感器的工作介紹183.3.2扭矩傳感器的選擇193.3.3扭矩傳感器的主要特點(diǎn)203.3.4安裝注意事項(xiàng)213.4本章小結(jié)21第四章 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案及其零件具體設(shè)計(jì)224.1聯(lián)軸器設(shè)計(jì)224.1.1選擇聯(lián)軸器的類型224.1.2計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩224.1.3確定聯(lián)軸器的型號(hào)234.1.4校核最大轉(zhuǎn)速234.1.5協(xié)調(diào)軸孔直徑及規(guī)定部件的安裝精度234.1.6進(jìn)行必要的校核244.1.7聯(lián)軸器配合與公差254.2鍵的選擇和鍵連接強(qiáng)度計(jì)算264.2.1鍵的選擇264.2.2鍵連接強(qiáng)度計(jì)算264.2.3鍵的強(qiáng)度校核274.2.4平鍵聯(lián)結(jié)的公差與配合284.3大平板設(shè)計(jì)284.3.1平板的分類及應(yīng)用284.3.2大平板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)294.3.3大平板的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)304.3.4注意事項(xiàng)304.4扭矩傳感器底座設(shè)計(jì)304.5電機(jī)支撐底座設(shè)計(jì)324.6本章小結(jié)34第五章 其他零部件的選取355.1聯(lián)軸器連接螺栓的選擇355.1.1連接螺栓的選擇355.1.2螺紋基本尺寸的選擇365.2安裝螺栓的選擇36總裝配三維圖36總結(jié)37致謝38參考文獻(xiàn)39附錄I40附錄48電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)摘要:主要是控制磁粉制動(dòng)器對(duì)電機(jī)進(jìn)行空載、加載、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)。通過(guò)傳感器以及相關(guān)的儀器儀表來(lái)顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率等相關(guān)參數(shù)曲線,來(lái)分析電機(jī)的可靠性。關(guān)鍵詞:電機(jī)、可靠性、試驗(yàn)臺(tái)The Design of the Motor Reliability Test BedAbstract:Mainly to control the dynamometer motor no-load,load,locked rotor test.Sensors and related instrumentation to display the curve of the motor speed,torque,power and other relevant parameters to analyze the reliability of the motor.Keywords: motor,reliability,test-bed 第1章 緒論1.1可靠性研究的意義 可靠性工程(Reliability Engineering)是一門全新的覆蓋面十分廣泛的綜合性工程學(xué)科。可靠性工程是因?yàn)榈诙问澜绱髴?zhàn)的爆發(fā)而出現(xiàn)在這個(gè)世界。在第二次世界大戰(zhàn)中,科學(xué)技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展,軍隊(duì)使用上了雷達(dá)、飛航式導(dǎo)彈、彈道式導(dǎo)彈等較為復(fù)雜的新式武器裝備,而這些新式武器的心臟電子設(shè)備經(jīng)常發(fā)生故障,嚴(yán)重的影響到了部隊(duì)的作戰(zhàn)能力,使軍方和輿論界對(duì)武器裝備可靠性有了更高的重視。但是,由于當(dāng)時(shí)交戰(zhàn)各國(guó)忙于對(duì)付戰(zhàn)爭(zhēng),可靠性問(wèn)題并未得到廣泛深入研究,這項(xiàng)研究真正始于第二次世界大戰(zhàn)后。 只是從20世紀(jì)50年代初開始,在可靠性的測(cè)定中采納了更多的統(tǒng)計(jì)方法和概率概念以后,定量的可靠性才被廣泛使用,可靠性問(wèn)題才開始作為一門新興的學(xué)科被系統(tǒng)的加以研究??煽啃詮奈迨甑呐d起到現(xiàn)在在生活中的使用相當(dāng)廣泛,在軍事上也得到了重視,并成為武器裝備的重要質(zhì)量特征和保證產(chǎn)品效能的有力手段,在現(xiàn)代化的戰(zhàn)爭(zhēng)中,它關(guān)乎著這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)勝利的幾率。所以,現(xiàn)在全球國(guó)家的軍事武器專家對(duì)武器可靠性的研究有了更大的興趣。提高民間使用產(chǎn)品的質(zhì)量,增強(qiáng)了現(xiàn)代市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要。隨著科技的迅速發(fā)展,消費(fèi)者對(duì)自己所需產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高,不僅希望價(jià)格便宜能夠便宜,功能多元化,而且還要求產(chǎn)品有安全保障,經(jīng)久耐用。因此產(chǎn)品生產(chǎn)商家可以借助可靠性預(yù)計(jì)技術(shù)來(lái)標(biāo)明產(chǎn)品可靠性指標(biāo),讓消費(fèi)者能夠了解到產(chǎn)品的可靠性,將有利于增強(qiáng)產(chǎn)品自身的競(jìng)爭(zhēng)力,也可以讓消費(fèi)者放心購(gòu)買。 自從60年代以來(lái),空間科學(xué)和航空航天技術(shù)的發(fā)展大大提高了可靠性工程的研究水平,使其研究范圍得到了擴(kuò)展。對(duì)于可靠性的研究領(lǐng)域,已經(jīng)從電子、宇航、航空、核能等尖端行業(yè)部門擴(kuò)展到汽車與電力系統(tǒng)、動(dòng)力、機(jī)械、民用等一般工業(yè)領(lǐng)域,擴(kuò)展到工業(yè)產(chǎn)品的各個(gè)領(lǐng)域。目前,提高工業(yè)產(chǎn)品的可靠性,已經(jīng)變成提高產(chǎn)品質(zhì)量的至關(guān)重要的因素。按照這種趨勢(shì)發(fā)展下去,那些可靠性低的產(chǎn)品可能會(huì)慢慢退出市場(chǎng),而對(duì)于那些高可靠性的產(chǎn)品以及企業(yè)將得到更多的市場(chǎng),市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也越來(lái)厲害。不僅如此,而且國(guó)外還把對(duì)產(chǎn)品可靠性的研究工作提高到節(jié)約能源和資源的高度來(lái)認(rèn)識(shí)。這不僅是因?yàn)楦呖煽啃援a(chǎn)品的使用期長(zhǎng),而且通過(guò)可靠性設(shè)計(jì),可以有效地利用材料,減少處理時(shí)間,獲得體積小、重量輕的工業(yè)產(chǎn)品。 加大力度提高產(chǎn)品的綜合可靠性,可以給你帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益以及社會(huì)聲譽(yù)。在日本將可靠性這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用到民用行業(yè)領(lǐng)域取得了極大的成功,成功的提高了其民用產(chǎn)品的可靠度,讓它們進(jìn)入了高可靠性產(chǎn)品行列,例如照相機(jī)、手機(jī)、汽車、彩電、電冰箱等,銷往全球各地,給日本帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)利益。曾今,美國(guó)人預(yù)測(cè),日后能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中而存活下來(lái)的只有那些能掌握好自己產(chǎn)品可靠性的企業(yè)。在日本人眼里,可靠性就就代表著一個(gè)企業(yè)的信譽(yù),沒(méi)有了信譽(yù)的企業(yè)注定被市場(chǎng)所拋棄,產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的有利條件就是它們自身的可靠性??偠灾?,可靠性對(duì)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)非常的重要,這也引起了越來(lái)越多的企業(yè)和工程技術(shù)員工對(duì)產(chǎn)品可靠性的重視,他們把產(chǎn)品的可靠性與產(chǎn)品的性能看得同樣重要。甚至有一些嚴(yán)格的企業(yè)規(guī)定,缺少可靠性指標(biāo),沒(méi)有進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不可以生產(chǎn)。 產(chǎn)品的可靠性不僅得到國(guó)家工業(yè)部門的重視,而且也愈來(lái)愈得到廣大消費(fèi)者的關(guān)注。消費(fèi)者花錢購(gòu)買產(chǎn)品,注意的不僅僅是產(chǎn)品的功能齊全不,價(jià)格便宜不,而且更加關(guān)心產(chǎn)品在以后的使用過(guò)程中能否經(jīng)久耐用,不要出現(xiàn)什么故障。經(jīng)久是意味著產(chǎn)品的質(zhì)量好,壽命長(zhǎng),耐用則是說(shuō)產(chǎn)品適應(yīng)不同環(huán)境下的能力,經(jīng)久耐用就是指產(chǎn)品的使用壽命長(zhǎng)?,F(xiàn)在廣大消費(fèi)者都希望自己買到的產(chǎn)品能夠使用較長(zhǎng)的時(shí)間,并且功能齊全,不要出現(xiàn)什么故障,還有就是售后服務(wù)要周到。 隨著時(shí)間的流逝,科學(xué)技術(shù)也在迅速的發(fā)展,一方面,設(shè)備的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化,使用的元器件也愈來(lái)愈多,自動(dòng)化程度也是愈來(lái)愈高;另一方面,對(duì)于系統(tǒng)或設(shè)備的可靠性及壽命要求日益提高,特別是對(duì)軍事武器裝備和航空航天器具的可靠性提出了更高的要求。因此,為了保證系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性,我們有必要保證元件和零部件的可靠性。如果在一個(gè)系統(tǒng)中有一個(gè)零件或零部件出現(xiàn)了問(wèn)題,那么就有可能造成生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。 電機(jī)是一個(gè)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的驅(qū)動(dòng)控制元件,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域,一臺(tái)設(shè)備往往需要幾臺(tái)電機(jī),有些復(fù)雜的設(shè)備有可能用到幾十臺(tái)甚至上百臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制微電機(jī),尤其是微電機(jī)的采用量比較大。一旦電機(jī)在工作中出現(xiàn)故障,有可能導(dǎo)致設(shè)備、系統(tǒng)的癱瘓,如果出現(xiàn)這種情況,可能給公司帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此,電機(jī)可靠性問(wèn)題的研究已經(jīng)成為現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域的重大課題而引起國(guó)內(nèi)外的重視。 因此,可靠性是一門十分重要的課題,值得我們?nèi)ド罹?,我們要好好利用?duì)可靠性的研究,把得出的結(jié)論性的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中去,提高產(chǎn)品的質(zhì)量,提高我國(guó)企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。1.2國(guó)內(nèi)外電機(jī)可靠性研究的現(xiàn)狀 電機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的一部分,它是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)物,它不僅包含了電機(jī)所應(yīng)該具有的所有零部件,如定子、轉(zhuǎn)子、定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、換向器、軸承等,而且還包括了一系列的控制線路,用來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)樗怯脕?lái)研究的,具有代表性,因此,對(duì)于它的可靠性研究我們要與其它電機(jī)區(qū)別開來(lái),但又要保持著必要的聯(lián)系。結(jié)合航空航天所用到電機(jī)的特征,查找資料了解和吸收了不少國(guó)內(nèi)外在電和電子產(chǎn)品的可靠性方面所取得的研究成果,對(duì)于加速航空航天電機(jī)可靠性研究工作的進(jìn)程很有幫助。1.2.1國(guó)內(nèi)外有關(guān)可靠性標(biāo)準(zhǔn)概況 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,產(chǎn)品的多元化,促使標(biāo)準(zhǔn)化作為一種現(xiàn)代化管理的手段,已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)管理、技術(shù)發(fā)展水平的尺度,可是說(shuō)它已經(jīng)無(wú)處不在,已被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,如經(jīng)濟(jì)、管理、營(yíng)銷、科學(xué)和工程技術(shù)等。對(duì)于可靠性工程技術(shù)和管理水平的發(fā)展也應(yīng)該好好的得到規(guī)劃,沒(méi)有約束就容易亂套,自然就離不開“標(biāo)準(zhǔn)化”這一重要管理手段?,F(xiàn)在,在發(fā)達(dá)國(guó)家中,尤其是美國(guó),隨著可靠性工程和管理的發(fā)展,通過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)積累,編輯出了一個(gè)有關(guān)可靠性標(biāo)準(zhǔn)的整體方案,也在不斷的完善中,這套可靠性標(biāo)準(zhǔn)的建立對(duì)提高產(chǎn)品的性能,減少產(chǎn)品壽命周期所花的費(fèi)用起了至關(guān)重要的作用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)可靠性的要求也變得越來(lái)越高,也正是因?yàn)槿嗣駥?duì)可靠性的要求越來(lái)越多,也促進(jìn)了可靠性工程的進(jìn)一步發(fā)展,已經(jīng)制定的標(biāo)準(zhǔn)也在就不斷的修改、補(bǔ)充和完善,以適應(yīng)這種發(fā)展。 現(xiàn)在,全球比較有名,影響較大,使用范圍廣泛的可靠性標(biāo)準(zhǔn)主要是美軍MIL標(biāo)準(zhǔn)系列和國(guó)際電工委員會(huì)發(fā)布的IEC標(biāo)準(zhǔn)系列。MIL標(biāo)準(zhǔn)與IEC標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系十分密切,許多IEC標(biāo)準(zhǔn)是在MIL標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定的。 1.2.2國(guó)外可靠性的發(fā)展?fàn)顩r (1)在歐洲,主要以德國(guó)為代表的一些歐洲國(guó)家對(duì)可靠性的研究及應(yīng)用尤為突出。德國(guó)摸索研究出了一套非常完善和詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn),并定為德國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),稱為“國(guó)家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DIN)”。作為國(guó)家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),它包括了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),已經(jīng)很成熟了,并且非常完善的包括了工程的各個(gè)領(lǐng)域。之前為了規(guī)范采用的是綜合安全系數(shù)法(荷載強(qiáng)度/FS),類似于容許應(yīng)力法,而現(xiàn)在的德國(guó)荷載規(guī)范DIN1055(草案)和混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范DIN1045(草案)采用了以可靠度為基礎(chǔ)的分項(xiàng)系數(shù)方法。 (2)在美國(guó),他們對(duì)可靠性的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟,尤其在以下的幾個(gè)方面運(yùn)用的可靠性工程相對(duì)合理,因?yàn)樗辛丝茖W(xué)的規(guī)范,對(duì)于可靠性工程理論的研究及工業(yè)應(yīng)用方面美國(guó)在世界都是遙遙領(lǐng)先的,堪稱是代表。 美國(guó)可以說(shuō)是結(jié)構(gòu)可靠性理論與應(yīng)用的典范,在全球可以說(shuō)是較早開展結(jié)構(gòu)可靠度研究的國(guó)家之一,從中也積累了較多的經(jīng)驗(yàn),標(biāo)志美國(guó)對(duì)可可靠性研究開始的是1947年美國(guó)FreudenthalA.M.教授的論文“結(jié)構(gòu)安全性”是結(jié)構(gòu)可靠性理論系統(tǒng)研究的開始,它的發(fā)表對(duì)可靠性研究也是有著重要的意義。目前,在美國(guó)混凝土規(guī)范ACI318一02中,將抗力折減系數(shù)必由0.8提升到0.9,這將導(dǎo)致梁板等受彎構(gòu)件的縱向受拉鋼筋減少約10%。在解釋這一變化時(shí),該規(guī)范指出是基于過(guò)去和現(xiàn)在的可靠度分析、對(duì)材料性能的統(tǒng)計(jì)的研究。1.2.3國(guó)內(nèi)可靠性的發(fā)展?fàn)顩r 對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)起步相對(duì)較晚,最早出現(xiàn)在電子行業(yè),由電子工業(yè)部門開始可靠性工作的,從1984年開始,國(guó)家也意識(shí)到了可靠性研究的重要性,為了很好的發(fā)展,國(guó)家投入了大量的人力物力,出現(xiàn)了由國(guó)防科工委的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)指揮,切實(shí)結(jié)合本國(guó)國(guó)情提出了“引進(jìn)來(lái)走出去”戰(zhàn)略,并積極引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)科學(xué)技術(shù),組織并制定出了一系列有關(guān)可靠性最基本的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。1985年10月由國(guó)防科工委頒發(fā)的航空技術(shù)裝備壽命與可靠性工作暫行規(guī)定,是我國(guó)航空航天技術(shù)的可靠性工程全面進(jìn)入工程實(shí)踐和系統(tǒng)發(fā)展階段的一個(gè)重要標(biāo)志。1987年5月,中央軍委、國(guó)務(wù)院頒發(fā)的軍工產(chǎn)品質(zhì)量管理?xiàng)l例中明文規(guī)定了產(chǎn)品研制的過(guò)程中一定要用到可靠性技術(shù);1987年12月和1988年3月先后頒發(fā)的國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB36887裝備維修性通用規(guī)范和GJB45088裝備研制與生產(chǎn)的可靠性通用大綱,它為我國(guó)軍工產(chǎn)品的生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),算得上是我國(guó)目前軍工產(chǎn)品可靠性技術(shù)很有代表性的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。在軍工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定的同時(shí),其他有關(guān)工業(yè)部門、軍兵種也是越來(lái)越重視可靠性管理在這些方面的應(yīng)用,加強(qiáng)可靠性之間的交流,可以更好的把信息數(shù)據(jù)綜合到一起,開展各種學(xué)術(shù)交流,相互學(xué)習(xí)。全國(guó)軍用電子設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)交換網(wǎng)已經(jīng)成立;全國(guó)性和專業(yè)系統(tǒng)性的各級(jí)可靠性學(xué)會(huì)相繼成立,進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)可靠性理論與工程研究的深入展開。1.3可靠性基本概念 可靠性指的是產(chǎn)品在指定的時(shí)間內(nèi)、指定的環(huán)境下,完成指定功能的能力。由于產(chǎn)品的故障可能會(huì)對(duì)消費(fèi)者造成影響,帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量性能的好壞,維修復(fù)雜程度,壽命周期的長(zhǎng)短都比較關(guān)注。所以提出產(chǎn)品可靠性是有必要的。 指定條件:指的是產(chǎn)品的環(huán)境條件、使用條件以及維護(hù)條件。 指定時(shí)間:指的是產(chǎn)品需要達(dá)到的指定任務(wù)時(shí)間。如車輛的行駛里程,還有應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)等。 指定功能:產(chǎn)品必須具備的功能和技術(shù)規(guī)格。 可靠性定義我們把它分為兩種,一種是任務(wù)可靠性,另一種是基本可靠性。兩者都特別強(qiáng)調(diào)在無(wú)故障的情況下完成指定的任務(wù)。任務(wù)可靠性強(qiáng)調(diào)的是在任務(wù)剖面的范圍內(nèi)去完成所規(guī)定的功能?;究煽啃灾饕獜?qiáng)調(diào)的是在壽命剖面的定義范圍內(nèi)完成任務(wù)的持續(xù)時(shí)間是在規(guī)定的范圍內(nèi)。壽命剖面包含了任務(wù)剖面,它是由很多個(gè)任務(wù)剖面構(gòu)成的。為了衡量任務(wù)的可靠性,我們對(duì)它的影響因素總了一些總結(jié),規(guī)定只考慮危及任務(wù)成功的致命故障,與任務(wù)沒(méi)有關(guān)系的其他障礙可以忽略不計(jì),不予考慮。而基本可靠性涉及的因素就比較多,整個(gè)壽命周期內(nèi)的所有故障都不能放過(guò)。 任務(wù)剖面:指產(chǎn)品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的任務(wù),對(duì)當(dāng)中所經(jīng)歷的時(shí)間和環(huán)境做詳細(xì)的描述。產(chǎn)品在工作中表現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài);產(chǎn)品的工作時(shí)間和順序;出現(xiàn)故障時(shí)的維修方案;產(chǎn)品所處的環(huán)境(外加的與誘發(fā)的)的時(shí)間和順序;順利完成任務(wù)或致命故障的定義。 壽命周期與壽命剖面:產(chǎn)品從采集原料、經(jīng)過(guò)加工、出廠銷售到報(bào)廢退出使用這一時(shí)間過(guò)程內(nèi)所發(fā)生的所有事件和環(huán)境的時(shí)序描述。它是由任務(wù)剖面構(gòu)成,包含一個(gè)或多個(gè)任務(wù)剖面。人們通常喜歡把產(chǎn)品的壽命剖面分成兩個(gè)階段,第一階段為后勤,第二階段是使用。 可靠性的定義固有可靠性:在產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中所確定的可靠性稱為產(chǎn)品的固有可靠性。生產(chǎn)廠家通過(guò)模擬實(shí)際工作標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下的手段,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè),通過(guò)測(cè)試合格的可靠性,我們要給予標(biāo)明。 使用可靠性:固然與產(chǎn)品的使用條件有著密切的關(guān)系,與產(chǎn)品的使用環(huán)境、操作的水平、操作者的個(gè)人素質(zhì)、產(chǎn)品保養(yǎng)與技術(shù)維修等因素的影響。 維修性:產(chǎn)品發(fā)生故障是不可避免的,但故障后的維修我們是可以控制的,產(chǎn)品在發(fā)生故障或失效后,對(duì)于維修的時(shí)間,是否可以馬上修復(fù)的難以程度。 廣義可靠性:產(chǎn)品在整個(gè)壽命周期內(nèi)完成指定功能的能力。包括狹義可靠性和維修難易性。 可靠性也可以建立數(shù)學(xué)模型,這樣可以更好的對(duì)其進(jìn)行研究也可以作為最重要的基礎(chǔ)理論之一,它主要用來(lái)研究和解決各種可靠性問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)方法,屬于數(shù)學(xué)的應(yīng)用范疇。在可靠性的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及壽命試驗(yàn)等方面應(yīng)用較多。 可靠性物理即失效分析,是研究失效現(xiàn)象及其機(jī)制和檢測(cè)方法的學(xué)科,使可靠性工程從數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法發(fā)展到以理化分析為基礎(chǔ)的失效分析方法。 從微觀角度研究零部件(元器件)的失效發(fā)展過(guò)程和失效機(jī)理,從本質(zhì)上、從機(jī)理方面探究產(chǎn)品的不可靠因素,為研制、生產(chǎn)高可靠性產(chǎn)品提供科學(xué)的依據(jù)。 可靠性工程是對(duì)產(chǎn)品(零部件、元器件、設(shè)備或系統(tǒng))的失效及其發(fā)生概率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析的一門邊緣性學(xué)科,主要內(nèi)容是運(yùn)用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)和方法論從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用等角度來(lái)研究產(chǎn)品的可靠性,包括對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)、可靠性預(yù)計(jì)、可靠性試驗(yàn)、可靠性評(píng)估、可靠性檢驗(yàn)、可靠性控制、可靠性維修及失效分析。 實(shí)施可靠性工程應(yīng)重視可靠性數(shù)據(jù)的收集與分析 3. 可靠性設(shè)計(jì) 應(yīng)用可靠性理論、技術(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),在給定的可靠性指標(biāo)下,對(duì)零件、部件、設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行的設(shè)計(jì),稱為可靠性設(shè)計(jì)。 通過(guò)預(yù)計(jì)、分配、分析、改進(jìn)等一系列可靠性工程活動(dòng),把可靠性定量要求設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的技術(shù)文件和圖樣中去,從而形成產(chǎn)品的固有可靠性。 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 零件可靠性設(shè)計(jì) 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的目的,就是要使系統(tǒng)在滿足規(guī)定可靠性指標(biāo),完成預(yù)定功能的前提下,使系統(tǒng)的技術(shù)性能、重最、成本、時(shí)間等各方面取得協(xié)調(diào),求得最佳設(shè)計(jì);或是在性能、重量、成本、時(shí)間和其它要求的約束下,設(shè)計(jì)能得到實(shí)際高可靠度的系統(tǒng)。 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)常用的方法 系統(tǒng)可靠性框圖;故障模式影響與危害度分析FMECA;故障樹分析FTA;馬爾科夫過(guò)程 研究可靠性的重要意義 保證和提高產(chǎn)品的可靠性水平;提高經(jīng)濟(jì)效益;提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。第2章 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)2.1電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求 研究?jī)?nèi)容:設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行無(wú)刷直流電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái),要求通過(guò)增加電機(jī)載荷的方式對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)。具體內(nèi)容如下:1無(wú)刷直流電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)2動(dòng)力元件的選擇3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4其他零部件的設(shè)計(jì) 基本要求: 1技術(shù)指標(biāo)要求符合設(shè)計(jì)要求。 2繪制測(cè)試臺(tái)總裝配圖和主要零件圖。要求圖紙不少于2.5張A0圖紙。 3翻譯一篇不少于3000字的外文文獻(xiàn)。 4撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書,要求不少于1萬(wàn)字。測(cè)試對(duì)象:無(wú)刷直流電機(jī)技術(shù)指標(biāo):轉(zhuǎn)速:3000rpm 功率:600W測(cè)試內(nèi)容:1 輸入電功率2 輸出轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、頻率主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:空載特性試驗(yàn)、加載試驗(yàn)、堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)精度要求:轉(zhuǎn)速0.5%, 轉(zhuǎn)矩0.5%結(jié)構(gòu)緊湊,外形美觀,功能可擴(kuò)展試驗(yàn)設(shè)備組成:電渦流制動(dòng)器、無(wú)刷直流電機(jī)、扭矩傳感器、輔助支撐、大平板、電機(jī)工裝夾具、聯(lián)軸器。2.2電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的總體方案設(shè)計(jì)2.2.1試驗(yàn)臺(tái)工作原理 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)是對(duì)電機(jī)進(jìn)行綜合測(cè)試的一個(gè)系統(tǒng)。他是由電機(jī)、扭矩傳感器、電渦流制動(dòng)器、聯(lián)軸器、大平板、支撐元件等組成的一個(gè)測(cè)驗(yàn)系統(tǒng),通過(guò)電渦流制動(dòng)器給被測(cè)電機(jī)加載,在加載的情況下由扭矩傳感器測(cè)量出被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩、功率等數(shù)據(jù),將這些測(cè)得的數(shù)據(jù)傳遞給電腦,電腦綜合處理得出電機(jī)的工作壽命情況。 首先,給被測(cè)電機(jī)通電,有電腦操控,可以控制電機(jī)的輸入功率。然后,通過(guò)聯(lián)軸器與扭矩傳感器連接,把電機(jī)的輸出扭矩傳遞給扭矩傳感器,扭矩傳感器將扭矩扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號(hào),將專用的測(cè)扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上并組成應(yīng)變橋 ,向應(yīng)變橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào)。將該應(yīng)變信號(hào)放大后,經(jīng)過(guò)壓/頻轉(zhuǎn)換,變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。本系統(tǒng)的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)型變壓器承擔(dān)的。因此實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸的能源及信號(hào)傳遞功能。最后,扭矩傳感器的輸出軸與電渦流制動(dòng)器通過(guò)聯(lián)軸器連接,把扭矩傳給了電渦流制動(dòng)器,渦流制動(dòng)器,它是利用渦流損耗的原理來(lái)吸收功率的。從而,使軸上的扭矩變小,起到加載的作用。2.2.2電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的基本功能 設(shè)計(jì)原則:以可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、可操作性、可維護(hù)性為設(shè)計(jì)原則,同時(shí)兼顧到先進(jìn)性。測(cè)量方式:采用微機(jī)測(cè)量測(cè)量柜配置電流、電壓傳感器,中間環(huán)節(jié)采用信號(hào)調(diào)理接口模塊,由計(jì)算機(jī)完成信號(hào)采集和測(cè)量任務(wù)??刂品绞剑翰捎闷嚰?jí)MCU直接控制采用德國(guó)西門子公司汽車級(jí)的微型控制器進(jìn)行聯(lián)鎖控制,聯(lián)鎖程序可根據(jù)用戶的要求定制、修改,控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定、系統(tǒng)可擴(kuò)展性好。操作方式:手動(dòng)操作和自動(dòng)操作方式并存為避免微機(jī)故障時(shí)影響試驗(yàn)工作,采用手動(dòng)控制(面板按鈕操作)和自動(dòng)控制(計(jì)算機(jī)鍵盤/鼠標(biāo)操作)并存的方式,不便采用自動(dòng)控制或微機(jī)出現(xiàn)故障,可以采用手動(dòng)操作進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理:試驗(yàn)結(jié)果保存工控機(jī)或服務(wù)器內(nèi) 微機(jī)試驗(yàn)臺(tái)配置國(guó)內(nèi)外知名品牌原裝工業(yè)計(jì)算機(jī),自動(dòng)試驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)直接保存在試驗(yàn)工控機(jī)硬盤中,手動(dòng)測(cè)量的數(shù)據(jù)可由人工輸入到試驗(yàn)軟件界面,再保存在存儲(chǔ)器內(nèi),提供本機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)功能,可以進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的本機(jī)查詢?cè)L問(wèn),設(shè)計(jì)有試驗(yàn)報(bào)告自動(dòng)生成功能并提供輸出打印功能(配置惠普多功能激光打印機(jī))。電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)是為了測(cè)驗(yàn)電機(jī)綜合性能而設(shè)計(jì)出來(lái)的一款試驗(yàn)臺(tái),它是由電渦流制動(dòng)器、無(wú)刷直流電機(jī)、扭矩傳感器、輔助支撐、大平板、電機(jī)工裝夾具、聯(lián)軸器組成。 它通過(guò)扭矩傳感器、電渦流制動(dòng)器對(duì)電機(jī)進(jìn)行加載而測(cè)得電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及功率綜合出電機(jī)的性能,即對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)。2.2.3總體設(shè)計(jì)方案 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)由電機(jī)、扭矩傳感器、測(cè)功機(jī)、聯(lián)軸器、大平板、支撐元件構(gòu)成,試驗(yàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)如圖2-1 圖2-1電機(jī)試驗(yàn)臺(tái) 根據(jù)任務(wù)書的要求,以及電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)的基本功能,用無(wú)刷直流電機(jī)、電渦流制動(dòng)器、扭矩傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)。為了達(dá)到同樣的效果,設(shè)計(jì)方案可以有多種,每種方案的設(shè)計(jì)都有著它的特點(diǎn)及突出點(diǎn),這樣才有可能被選中,投入生產(chǎn),同一種方案在不同的環(huán)境下,它們優(yōu)點(diǎn)可能發(fā)揮不出它應(yīng)有的效果。所以,應(yīng)該根據(jù)環(huán)境去選擇適應(yīng)它的方案,這樣才可以很好的利用環(huán)境,發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于本次課題設(shè)計(jì)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)擬定了三種方案。 方案一: 方案一電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)由電機(jī)、扭矩傳感器、磁粉制動(dòng)器、絲桿升降平臺(tái)、聯(lián)軸器、底座、大平板等支撐元件組成。一開始我覺得一套電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)不應(yīng)該僅僅只測(cè)驗(yàn)?zāi)骋恍碗姍C(jī),是否可以測(cè)試一個(gè)系列,提出了這種可能情況,我們就該解決問(wèn)題。電機(jī)的功率越大,它的外形尺寸也會(huì)發(fā)生變化,變大。我們可以利用升降平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的升降??梢詫?shí)現(xiàn)升降作用的機(jī)構(gòu)有很多,如:絲桿升降平臺(tái)、蝸輪蝸桿升降臺(tái)、剪叉式升降平臺(tái)、手推式升降平臺(tái)、手搖式升降平臺(tái)等,考慮經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,綜合多方面的因素我們選擇絲桿升降平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能,即被測(cè)電機(jī)的底座采用絲桿升降平臺(tái)作為可升降底座。磁粉制動(dòng)器直接安裝在大平板上,因?yàn)榕ぞ貍鞲衅鞒叽缦鄬?duì)較小,需要設(shè)計(jì)一個(gè)底座??傮w的方案設(shè)計(jì)如下圖2-2 被測(cè)電機(jī) 扭矩傳感器 磁粉制動(dòng)器 圖2-2總體設(shè)計(jì)方案 這種方案也有它的弊端,由于這種方案加入了絲桿升降平臺(tái)。那么,對(duì)空間的要求也就要高,因?yàn)榻z桿升降平臺(tái)的高度比一般的底座高高,考慮到空間不足,我們就把大平板設(shè)計(jì)成了一個(gè)二階大平板,這樣空間就會(huì)得到改善。二階大平板相對(duì)于一階來(lái)說(shuō)加工工序增多,也加大了加工的復(fù)雜程度。磁粉制動(dòng)器的許用轉(zhuǎn)速相對(duì)較小,比較適合測(cè)驗(yàn)功率較大,轉(zhuǎn)速較小的電機(jī)。方案二: 方案二電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)由電機(jī)、扭矩傳感器、電渦流制動(dòng)器、聯(lián)軸器、底座、大平板等支撐元件組成。相對(duì)方案一來(lái)說(shuō),方案二用固定底座代替了可升降的絲桿升降平臺(tái),對(duì)于電機(jī)的升降調(diào)節(jié),我們采用了最原始的方法,墊木塊,同樣可以達(dá)到電機(jī)高度調(diào)節(jié)的作用,可以給固定底座配一套大小不一的木墊板,以此來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的上下高度。與絲桿升降平臺(tái)不一樣,底座是用螺栓固定在大平板上,故電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)穩(wěn)定性也有了較好的提高。這樣一來(lái)就沒(méi)有了空間不夠的煩惱,大平板也就沒(méi)有必要設(shè)計(jì)成一個(gè)二階平板,直接設(shè)計(jì)成一個(gè)一階大平板,簡(jiǎn)便美觀,加工工序也減少了,加工方便,節(jié)約成本。制動(dòng)器由原來(lái)的磁粉制動(dòng)器變?yōu)殡姕u流制動(dòng)器,電渦流制動(dòng)器的許用轉(zhuǎn)速較廣,適用范圍也較廣泛。同樣,電渦流制動(dòng)器直接安裝在大平板上,而扭矩傳感器需要借助底座安裝。可用于變頻調(diào)速等各類電動(dòng)機(jī)。總體設(shè)計(jì)方案如下圖2-3 電渦流制動(dòng)器 圖2-3總體設(shè)計(jì)方案 這種設(shè)計(jì)方案采用了木墊塊,可是木墊塊也有不足之處,因?yàn)樗暮穸榷际谴_定的們不能改變,不能隨意的調(diào)節(jié),還有就是螺栓安裝的時(shí)候,預(yù)緊力大小不一樣,也可能導(dǎo)致電機(jī)的軸線發(fā)生偏移。還有就是要配給一套木墊塊,如果出現(xiàn)丟失會(huì)比較麻煩,以此可能會(huì)影響任務(wù)的完成時(shí)間,而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,我們?cè)谶x擇此種方案的時(shí)候應(yīng)該好好考慮電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)定性、對(duì)中性的要求。因?yàn)楣潭ǖ鬃窃谒椒较虻?,故僅適用于有底腳的電機(jī),具有一定的局限性。方案三: 方案三電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)由電機(jī)、扭矩傳感器、電渦流制動(dòng)器、聯(lián)軸器、底座、大平板等支撐元件組成。方案三相對(duì)于方案一的變化挺大的,絲桿升降平臺(tái)被去掉了,還有就是底座由水平的換成了垂直的擋板,磁粉制動(dòng)器也是由電渦流制動(dòng)器所替代。相對(duì)于方案二就只是電機(jī)底座有所變化。對(duì)于電機(jī)高度的調(diào)節(jié),方案三有所突破,它采用的是在擋板上加工出四條相互垂直的螺栓孔槽,這樣就避免因?yàn)殡姍C(jī)的外形尺寸增大而無(wú)法安裝,也除去了墊木塊所產(chǎn)生的誤差。方案三的最大改變就在被測(cè)電機(jī)的安裝方式發(fā)生了變化,這是對(duì)凸緣端蓋電機(jī)試驗(yàn)的一種彌補(bǔ),前兩種方案對(duì)帶有凸緣端蓋的電機(jī)就無(wú)法進(jìn)行測(cè)試,更別說(shuō)其他的,這時(shí),給它換一個(gè)安裝底座就可以了,方案三的最大特色就在這里??傮w設(shè)計(jì)方案如下圖2-4圖2-4總體設(shè)計(jì)方案 同樣,方案三也有它的不足之處。因?yàn)殡姍C(jī)的安裝螺栓孔變成了槽型的,這就給安裝加大了難度系數(shù),如果沒(méi)有安裝好,可能也會(huì)出現(xiàn)電機(jī)的軸線偏移。在一個(gè)就是被測(cè)電機(jī)是懸掛在支撐板上,電機(jī)在工作的時(shí)候,加上自身的質(zhì)量,不斷的震動(dòng)下,安裝螺栓容易發(fā)生松動(dòng),給我們的生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)威脅。所以,最好是對(duì)其安裝螺栓進(jìn)行防松處理,可以采用彈簧墊圈。不過(guò)這種設(shè)計(jì)也僅適用于帶有凸緣端蓋的電機(jī),也具有一定的局限性。 以上是我設(shè)計(jì)出的三種方案,它們各有千秋,至于選擇哪種方案就要看你的要求以及使用的環(huán)境。方案一,采用絲桿升降平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的上下高度的調(diào)節(jié),而因?yàn)榭臻g的問(wèn)題,犧牲了大平板,將大平板變成了二階大平板,給加工帶來(lái)一些難度,因?yàn)榈鬃幱谒椒较?,這種方案僅適用于有底腳的電機(jī);方案二,采用固定底座,穩(wěn)定性較好,用木墊塊來(lái)實(shí)現(xiàn)被測(cè)電機(jī)上下高度的調(diào)節(jié),這樣給調(diào)節(jié)增加了一定的難度,要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行操作,操作不便,而這種方案也僅適用于帶有底腳的電機(jī);方案三,跟方案二差不多,它的最大改變?cè)谟陔姍C(jī)的安裝形式發(fā)生了改變,固定底座變成了垂直擋板,同時(shí),它的調(diào)節(jié)方式也發(fā)生了變化,相對(duì)木墊塊來(lái)說(shuō)精度更高了,操作起來(lái)容易上手,而這種方案也僅適用于帶有凸緣端蓋的電機(jī)。 通過(guò)對(duì)以上三種方案的分析得知,選用方案三作為我設(shè)計(jì)電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)的整體設(shè)計(jì)更適合。因?yàn)槲乙O(shè)計(jì)的電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)所要測(cè)試的是功率相對(duì)較低,體積較小、質(zhì)量較輕的電機(jī)。質(zhì)量輕,也就沒(méi)有必要采用絲桿升降平臺(tái)這種升降機(jī)構(gòu)。方案三,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于安裝,故選用方案三作為電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)的整體設(shè)計(jì)方案。 第3章 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)重要部件的選擇3.1無(wú)刷直流電機(jī)的選擇3.1.1無(wú)刷直流電機(jī)的介紹及工作原理基本簡(jiǎn)介:無(wú)刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。無(wú)刷電機(jī)是指無(wú)電刷和換向器(或集電環(huán))的電機(jī),又稱無(wú)換向器電機(jī)。早在上世紀(jì)誕生電機(jī)的時(shí)候,產(chǎn)生的實(shí)用性電機(jī)就是無(wú)刷形式,即交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),這種電動(dòng)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。但是,異步電動(dòng)機(jī)有許多無(wú)法克服的缺陷,以致電機(jī)技術(shù)發(fā)展緩慢。本世紀(jì)中葉誕生了晶體管,因而采用晶體管換向電路代替電刷與換向器的直流無(wú)刷電機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生了。這種新型無(wú)刷電機(jī)稱為電子換向式直流電機(jī),它克服了第一代無(wú)刷電機(jī)的缺陷。工作原理:無(wú)刷直流電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成三相對(duì)稱星形接法,同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體,為了檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的極性,在電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成,其功能是:接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào),以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng);接受位置傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào),用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷,產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩;接受速度指令和速度反饋信號(hào),用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速;提供保護(hù)和顯示等等。3.1.2電機(jī)的選擇 我選擇的是上海瑞克科技發(fā)展有限公司的90ZW系列的無(wú)刷直流電機(jī),如圖3-1 電氣參數(shù):(上海瑞克90ZW03) 額定功率 600w 額定轉(zhuǎn)矩 2 最大轉(zhuǎn)矩 4 額定轉(zhuǎn)速 3000r/min 額定電壓 48V 額定電流 15.62A 圖3-1無(wú)刷直流電機(jī)安裝尺寸:圖3-2電機(jī)示意圖表3-1電機(jī)外形尺寸代 號(hào)型 號(hào)ABCDEFGSL0390ZW73.55908312-15262027110 單位:mm3.2測(cè)功機(jī)的選擇3.2.1測(cè)功機(jī)的工作原理測(cè)功機(jī)也稱測(cè)功器,主要用于測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,也可作為、減速機(jī)、變速箱的加載設(shè)備,用于測(cè)試它們的傳遞功率。主要分為水力測(cè)功機(jī)、電渦流測(cè)功機(jī)、電力測(cè)功機(jī), 由于電渦流測(cè)功機(jī)控制性能和響應(yīng)速度明顯優(yōu)于水力測(cè)功機(jī),而價(jià)格又遠(yuǎn)低于電力測(cè)功機(jī)。由電渦流測(cè)功機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖3-2可知,感應(yīng)子主要由旋轉(zhuǎn)部分和擺動(dòng)部分(電樞和勵(lì)磁線圈)組成。轉(zhuǎn)子軸上的感應(yīng)子形狀猶如齒輪,與轉(zhuǎn)子同軸裝有一個(gè)直流勵(lì)磁線圈。當(dāng)勵(lì)磁線圈組通以直流電流時(shí),其周圍便有磁場(chǎng)存在,那么圍繞勵(lì)磁組就產(chǎn)生一閉合磁通。很明顯,位于繞組左側(cè)的感應(yīng)子具有一個(gè)極性,右側(cè)具有相反的極性。旋轉(zhuǎn)時(shí),由于磁密值的周期性變化而產(chǎn)生渦流,此渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)同產(chǎn)生它的磁場(chǎng)相互作用,從而產(chǎn)生與被試機(jī)反向的制動(dòng)力矩,使電樞擺動(dòng),通過(guò)電樞上的力臂,將制動(dòng)力傳給測(cè)量裝置。1.定子 2.轉(zhuǎn)子(鼓風(fēng)輪) 3.勵(lì)磁線圈 4.拉壓傳感器圖3-3測(cè)功機(jī)示意圖3.2.2選擇要素及注意事項(xiàng) 1、在交直流電機(jī)和電動(dòng)工具試驗(yàn)中,常常使用到測(cè)功機(jī)這種測(cè)試設(shè)備,測(cè)功機(jī)主要測(cè)試電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、輸出功率。但是不是每一臺(tái)測(cè)功機(jī)都能滿足所有的電機(jī)測(cè)試要求的,主要考慮三個(gè)方面的因素: 第一,扭矩測(cè)試范圍,測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)矩通常是不能超過(guò)的最大轉(zhuǎn)矩值。 第二,轉(zhuǎn)速測(cè)試范圍,測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)速通常是不能超過(guò)的承受的最大轉(zhuǎn)速,如果長(zhǎng)時(shí)間超速使用會(huì)大大縮短測(cè)功機(jī)的使用壽命,特別是機(jī)械磨損。 第三,測(cè)功機(jī)上通常所標(biāo)的功率是指測(cè)功機(jī)所能吸收的功率,因?yàn)橐话愕臏y(cè)功機(jī)(磁滯、磁粉、電渦流測(cè)功機(jī)是靠吸收熱量達(dá)到能量的消耗)即被測(cè)交直流電機(jī)或電動(dòng)工具的輸出功率。嚴(yán)格地來(lái)說(shuō),這個(gè)指標(biāo)也是不能超過(guò)的,否則測(cè)功機(jī)很容易就會(huì)因?yàn)闊崃可⒉怀鋈ケ粺龎模?2、測(cè)功機(jī)的選擇要不但要滿足轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率三個(gè)主要技術(shù)指標(biāo),還要看看是不是符合測(cè)試的具體要求,一般電機(jī)都需要測(cè)試空載轉(zhuǎn)速、空載損耗、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩等參數(shù),也是需要著重考慮的! 3、在測(cè)功機(jī)的選擇時(shí),最好電機(jī)所有的測(cè)試數(shù)據(jù)都在測(cè)功機(jī)性能參數(shù)的30%-90%之間。因?yàn)闇y(cè)功機(jī)在這個(gè)區(qū)間的測(cè)試精度是最有保證的,主要分三個(gè)部分:測(cè)功機(jī)機(jī)械部分、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器精度范圍、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩功率測(cè)量?jī)x顯示精度。 4、通常用到的測(cè)功機(jī)主要有以下的分類:磁滯測(cè)功機(jī)、磁粉測(cè)功機(jī)、渦流測(cè)功機(jī)、電力測(cè)功機(jī)(直流、交流電力測(cè)功機(jī))及不太常用的測(cè)功機(jī)(永磁同步電機(jī)、伺服電機(jī)等)。 測(cè)功機(jī)按能達(dá)到的轉(zhuǎn)速高低排序?yàn)椋簻u流測(cè)功機(jī)、電力測(cè)功機(jī)、磁滯測(cè)功機(jī)、磁粉測(cè)功機(jī); (1)渦流測(cè)功機(jī)不能將電機(jī)或電動(dòng)工具做到堵轉(zhuǎn),但其轉(zhuǎn)速上限卻很高,通常2000030000r/min;轉(zhuǎn)矩也可以做到很大。 (2)磁滯測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)速一般為20000轉(zhuǎn)以下,但其可以做到堵轉(zhuǎn),不過(guò)功率不太大;轉(zhuǎn)矩一般為20以下。 (3)磁粉測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)速較低,通常15005000r/min,但轉(zhuǎn)矩可以做大,電機(jī)也可以做到堵轉(zhuǎn)。 5、通常異步測(cè)功機(jī)不需要水冷卻,僅風(fēng)冷即可;渦流測(cè)功機(jī)、磁滯測(cè)功機(jī)、磁粉測(cè)功機(jī)需要水冷和風(fēng)冷同時(shí)進(jìn)行,也有些小功率的磁滯測(cè)功機(jī)不需要水冷也能滿足測(cè)試要求;測(cè)功機(jī)在使用過(guò)程中,一定要開啟冷卻功能。3.2.3測(cè)功機(jī)的選擇通過(guò)上述的比較以及被測(cè)無(wú)刷直流電機(jī)電氣參數(shù)的綜合考慮決定選用海安縣磁力機(jī)電有限公司的電渦流制動(dòng)器WL5電氣參數(shù): 額定轉(zhuǎn)速 2006000r/min 額定轉(zhuǎn)矩 5 吸收功率 0.75Kw 激磁電流 5A安裝尺寸: (a) (b)圖3-4電渦流制動(dòng)器表3-2電渦流制動(dòng)器外形尺寸代 號(hào)型 號(hào)B1D1HDLBDL1d(h7)Hd1bWL51502242782251101904014120125 單位:mm3.2.4電渦流制動(dòng)器的主要特點(diǎn)1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、價(jià)格低廉、使用維護(hù)方便;2 采用水冷卻,噪音低、振動(dòng)??;3 輸入轉(zhuǎn)速范圍寬,可用于變頻調(diào)速等各類電動(dòng)機(jī),及動(dòng)力機(jī)械的型試試驗(yàn);4 控制器采用直流電源,控制功率??;5 轉(zhuǎn)矩的測(cè)量可以采用普通磅秤、電子磅秤或高精度轉(zhuǎn)矩傳感器,適用于不同測(cè) 量精度的場(chǎng)合;6 作制動(dòng)器用,適用于高轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩場(chǎng)合。3.2.5電渦流制動(dòng)器的注意事項(xiàng)及使用環(huán)境1 運(yùn)行前須對(duì)電渦流制動(dòng)器進(jìn)行檢查。核定名牌數(shù)據(jù)是否為要求的規(guī)格:檢查緊固件是否松動(dòng),各接線板接線是否正常,接觸是否良好,如有缺陷或不良應(yīng)予排除或更換;2 產(chǎn)品安裝時(shí),以軸伸水平,底腳放平后旋緊地腳螺栓,并保證各組連接裝置轉(zhuǎn)動(dòng)輕快靈活;3 冷卻水中不含有直徑1mm以上的固體顆粒或者其它雜物,其pH值為6-8,硬度為300ppm以下;4 進(jìn)水壓力一般為不小于0.1Mpa,不大于0.3Mpa;5 進(jìn)水溫度最高不超過(guò)30,出水溫度約為50-60為宜,大于70時(shí)則應(yīng)加 大冷卻水量;6 加載(加勵(lì)磁)之前必須先通入冷卻水,卸載(去勵(lì)磁)五分鐘之后才能斷開冷卻水。嚴(yán)禁無(wú)水運(yùn)行,否則短時(shí)間便會(huì)損壞設(shè)備。水壓、流量應(yīng)滿足說(shuō)明書要求;7 電渦流制動(dòng)器和控制器必須有可靠接地;8 制動(dòng)器不工作時(shí)必須關(guān)閉控制器,勵(lì)磁電流回零。工作時(shí)注意勵(lì)磁電壓、電流,嚴(yán)禁超過(guò)額定參數(shù)運(yùn)行;9 電渦流制動(dòng)器周圍應(yīng)保持清潔,進(jìn)水口保持暢通;10 制動(dòng)器投入運(yùn)行后,應(yīng)定期給軸承添加潤(rùn)滑脂;11 運(yùn)行兩年后進(jìn)行大修,清洗軸承,更換潤(rùn)滑脂,發(fā)現(xiàn)軸承損壞應(yīng)更換。使用環(huán)境:1 最高的環(huán)境溫度不超過(guò)402 海拔高度不超過(guò)1000m3 當(dāng)環(huán)境溫度為20時(shí),相對(duì)溫度不大于85%3.3扭矩傳感器的選擇3.3.1扭矩傳感器的工作介紹為了測(cè)量電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩,我選擇了給系統(tǒng)加上一個(gè)扭矩傳感器,扭矩傳感器是對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上對(duì)扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測(cè)。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號(hào)。將專用的測(cè)扭應(yīng)變片如圖3-3,用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上并組成應(yīng)變橋圖3-4 ,向應(yīng)變橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào)。將該應(yīng)變信號(hào)放大后,經(jīng)過(guò)壓/頻轉(zhuǎn)換,變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。本系統(tǒng)的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)型變壓器承擔(dān)的。因此實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸的能源及信號(hào)傳遞功能。圖3-5傳感器及應(yīng)變片位置圖3-6無(wú)接觸感應(yīng)式輸出3.3.2扭矩傳感器的選擇 根據(jù)電機(jī)的數(shù)據(jù)參數(shù)選用的扭矩傳感器選用的是北京中航泰隆科技有限公司的TL-303系列中的5-100Nm扭矩傳感器。主要性能及電氣指標(biāo):額定轉(zhuǎn)矩 5-100扭矩精度 0.5 % F S,0.3 % F S,0.1 % F S(可選)頻率響 應(yīng) 100s非線性 0.2 % F S 重復(fù)性 0.1% F S回差 0.1 % F S零點(diǎn)時(shí)漂 0.2 % F S 零點(diǎn)溫漂 500M靜態(tài)超載 120 % 150% 200%(可選)使用溫度 -10 50(-40-85可選)儲(chǔ)存溫度 -20 70電源電壓 15V5% 總消耗電流 200mA頻率信號(hào)輸出 5KHZ15KHZ(RS485/232串口輸出)額定扭矩 10KHZ5kHZ (正反雙向測(cè)量值) 信號(hào)占空比 (5010)%尺寸安裝圖3-7扭矩傳感器示意圖表3-3扭矩傳感器外形尺寸代 號(hào)型 號(hào)DdLEHhBGF鍵(長(zhǎng)寬高)TL-30392181883012857658793066 單位:mm3.3.3扭矩傳感器的主要特點(diǎn)1 既可以測(cè)量靜止扭矩,也可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩;2 既可以測(cè)量靜態(tài)扭矩,也可以測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩;3 檢測(cè)精度高,穩(wěn)定性好;抗干擾性強(qiáng);4 體積小,重量輕,多種安裝結(jié)構(gòu),易于安裝使用;5 不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)扭矩;6 沒(méi)有導(dǎo)電環(huán)等磨損件,可以高轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行;7 傳感器輸出高電平頻率信號(hào)可直接送計(jì)算機(jī)處理;8 測(cè)量彈性體強(qiáng)度大可承受100%的過(guò)載。3.3.4安裝注意事項(xiàng) 1、使用兩組聯(lián)軸器,將傳感器安裝在動(dòng)力源和負(fù)載之間。2、建議用撓性 、彈性或萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器,以保證同心度 0.1mm以下。3、動(dòng)力及負(fù)載設(shè)備必須固定可靠避免振動(dòng)。4、將本傳感器的基座與設(shè)備的基座固定可靠,中心高須墊合適避免產(chǎn)生彎矩 。3.4本章小結(jié) 通過(guò)對(duì)電機(jī)、電渦流制動(dòng)器、扭矩傳感器的選擇,更多的了解到電機(jī)的類別,無(wú)刷直流電機(jī)對(duì)于我來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的詞匯,以及測(cè)功機(jī)的多樣化。同時(shí),學(xué)會(huì)了如何去選擇自己所需要的電機(jī),我們要綜合數(shù)據(jù)要求以及一些外部因素,如環(huán)境等,而選擇屬于自己所要的電機(jī),不能盲目。不能因?yàn)殡姍C(jī)的額定值都達(dá)到了你的要求就立馬選擇它,這樣是不行的,有可能會(huì)導(dǎo)致你設(shè)計(jì)的試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)成本價(jià)太高而失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,我們應(yīng)該盡量不要讓額定值超出你的設(shè)計(jì)范圍太多,這樣可以節(jié)約成本,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力自然就上去了。 同時(shí),電機(jī)、電渦流制動(dòng)器、扭矩傳感器的形狀尺寸大小不一千變?nèi)f化,這讓它們的安裝就有了統(tǒng)一,現(xiàn)在的電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì),安裝底座基本都是帶有槽條縫隙的大平板,這樣不小不一樣的電機(jī)、電渦流制動(dòng)器、扭矩傳感器都可以在上面找到屬于自己的安裝位置,這樣避免了給每一臺(tái)電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)配一套底座的需要,也節(jié)約資源,有了一套完整的底座系統(tǒng)。第四章 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案及其零件具體設(shè)計(jì) 電機(jī)可靠性試驗(yàn)臺(tái)由電渦流制動(dòng)器、無(wú)刷直流電機(jī)、扭矩傳感器、輔助支撐、大平板、電機(jī)工裝夾具、聯(lián)軸器組成。這節(jié)我們重點(diǎn)設(shè)計(jì)輔助支撐、大平板、電機(jī)工裝夾具、聯(lián)軸器等傳動(dòng)機(jī)構(gòu),支撐元件的設(shè)計(jì)。4.1聯(lián)軸器設(shè)計(jì)4.1.1選擇聯(lián)軸器的類型選擇一種合用的聯(lián)軸器類型可考慮以下幾點(diǎn):1)所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減振功能的要求。例如,對(duì)大功率的重載傳動(dòng),可選用齒式聯(lián)軸器;對(duì)嚴(yán)重沖擊載荷要求消除軸系扭矩振動(dòng)的傳動(dòng),可選用輪胎式聯(lián)軸器等具有高彈性的聯(lián)軸器。2) 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小。對(duì)于高速傳動(dòng)軸,應(yīng)選用平衡精度高的聯(lián)軸器,例如膜片聯(lián)軸器等,而不宜選用存在偏心的滑塊聯(lián)軸器等。3) 兩軸相對(duì)位移的大小和方向。在安裝調(diào)整過(guò)程中,難以保持兩軸嚴(yán)格精確對(duì)中,或工作過(guò)程中兩軸將產(chǎn)生較大的附加相對(duì)位移時(shí),應(yīng)選用繞性聯(lián)軸器。例如當(dāng)徑向位移較大時(shí),可選用滑塊聯(lián)軸器,角位移較大或相交兩軸的連接可選用萬(wàn)向聯(lián)軸器等。4) 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境。通常由金屬元件制成的不需潤(rùn)滑的聯(lián)軸器比較可靠;需要潤(rùn)滑的聯(lián)軸器,其性能易受潤(rùn)滑完善程度的影響,且可能污染環(huán)境。含有橡膠等非金屬元件的聯(lián)軸器對(duì)溫度、腐蝕性介質(zhì)及強(qiáng)光等比較敏感,而且容易老化。5) 聯(lián)軸器的制造、安裝、維護(hù)和成本。在滿足使用性能的前提下,應(yīng)選用裝拆方便、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本低的聯(lián)軸器。例如剛性聯(lián)軸器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且裝拆方便,可用于低速、剛性大的傳動(dòng)軸。一般的非金屬?gòu)椥栽?lián)軸器(例如彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器等),由于具有良好的綜合性能,廣泛適用于一般的中小功率傳動(dòng)。4.1.2計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩由于機(jī)器啟動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷和運(yùn)行中可能出現(xiàn)的過(guò)載現(xiàn)象,所以應(yīng)當(dāng)按軸上的最大轉(zhuǎn)矩作為計(jì)算轉(zhuǎn)矩。計(jì)算轉(zhuǎn)矩按下式計(jì)算式中,T為公稱轉(zhuǎn)矩,;KA為工作情況系數(shù),見表14-1。表4-1 工作情況系數(shù)KA工作機(jī)KA原動(dòng)機(jī)分類工作情況及舉例電動(dòng)機(jī)汽輪機(jī)四缸和四缸以上內(nèi)燃機(jī)雙杠內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩變化小,如發(fā)電機(jī)、小型通風(fēng)機(jī)、小型離心泵1.31.51.82.2轉(zhuǎn)矩變化小,如透平壓縮機(jī)、木工機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)1.51.72.02.4轉(zhuǎn)矩變化中等,如攪拌機(jī)、增壓泵、有飛輪的壓縮機(jī)、沖床1.71.92.22.6轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷中等,如織布機(jī)、水泥攪拌機(jī)、拖拉機(jī)1.92.12.42.8轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷大,如造紙機(jī)、挖掘機(jī)、起重機(jī)2.32.52.83.2轉(zhuǎn)矩變化大并有強(qiáng)烈沖擊載荷,如壓延機(jī)、重型初軋機(jī)3.13.33.64.04.1.3確定聯(lián)軸器的型號(hào)根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩及所選的聯(lián)軸器類型,按照的條件由聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)中選定該聯(lián)軸器型號(hào)。上式中的T為該型號(hào)聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩。4.1.4校核最大轉(zhuǎn)速被連接軸的轉(zhuǎn)速n不應(yīng)該超過(guò)所選聯(lián)軸器允許的最高轉(zhuǎn)速即。4.1.5協(xié)調(diào)軸孔直徑及規(guī)定部件的安裝精度多數(shù)情況下,每一型號(hào)聯(lián)軸器適用的軸的直徑均有一個(gè)范圍。標(biāo)準(zhǔn)中或者給出軸直徑的最大和最小值,或者給出適用直徑的尺寸系列,被連接兩軸的直徑應(yīng)當(dāng)在此范圍之內(nèi)。一般情況下被連接兩軸的直徑是不同的,兩個(gè)軸端的形狀也可能是不同的,如主動(dòng)軸軸端為圓形柱,所以連接的從動(dòng)軸軸端為圓錐形。規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度:根據(jù)所選聯(lián)軸器允許軸的相對(duì)位移偏差,規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度。通常標(biāo)準(zhǔn)中只給出單項(xiàng)位移偏差的允許值。如果有多項(xiàng)位移偏差存在,則必須根據(jù)聯(lián)軸器的尺寸大小計(jì)算出相互影響的關(guān)系,以此作為規(guī)定部件安裝精度的依據(jù)。4.1.6進(jìn)行必要的校核如有必要,應(yīng)對(duì)聯(lián)軸器的主要承載零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。使用非金屬?gòu)椥栽穆?lián)軸器時(shí),還應(yīng)注意聯(lián)軸器所在部位的工作溫度不要超過(guò)該彈性元件材料允許的最高溫度。根據(jù)要求需要設(shè)計(jì)兩對(duì)聯(lián)軸器。首先,設(shè)計(jì)被測(cè)電機(jī)與扭矩傳感器連接的聯(lián)軸器。選擇屬于剛性聯(lián)軸器的土元聯(lián)軸器。Tn=2000010Nm;n=130001400r/min;d=10-180mm,物補(bǔ)償性能,不能減振、緩沖,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,成本較低,裝拆、維護(hù)簡(jiǎn)便,可傳遞大轉(zhuǎn)矩。需保證兩軸較高的對(duì)中精度。適用于載荷平穩(wěn),高速或傳動(dòng)精度要求較高的傳動(dòng)軸系。這種類型的聯(lián)軸器比較適合我所需要的,故選擇剛性聯(lián)軸器中的凸緣聯(lián)軸器。載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩 由表4-1查得KA=1.7,故從GB/T 58432003中查得GYS1型剛性凸緣聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩為25,許用最大轉(zhuǎn)速為12000r/min,軸徑為1219mm之間,故合用。聯(lián)軸器軸孔選用J型(有沉孔的短圓形軸孔)。圖4-1凸緣聯(lián)軸器示意圖表4-2 剛性凸緣聯(lián)軸器的規(guī)格尺寸型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩Tn/Nm許用轉(zhuǎn)速n/r/min軸孔直徑d(H7)軸孔長(zhǎng)度LDD1螺栓b質(zhì)量m/kg轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I/kgm2數(shù)量n直徑MGYS12512000123280306M6261.160.00081416421819由于電機(jī)輸出軸的直徑為14mm,查表4-2,故選用直徑為14段的型號(hào)。則選擇軸孔長(zhǎng)度L=27mm。扭矩傳感器的輸入軸、輸出軸一樣,直徑都為18mm,故選用直徑為18段的型號(hào)。則軸孔長(zhǎng)度L=30mm。電渦流制動(dòng)器輸入軸直徑為14mm,故選用直徑為14段的型號(hào)。則軸孔長(zhǎng)度L=27mm。4.1.7聯(lián)軸器配合與公差聯(lián)軸器與軸的配合采用基軸制H的過(guò)盈配合,軸的加工等級(jí)為7級(jí),聯(lián)軸器的孔加工等級(jí)為8,查機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)表3-9基軸制常用、優(yōu)先配合,即配合
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