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毕业答辩轴承检测装置的设计作者 樊阿红班级 机械97指导教师 何雪明毕业院校 无锡太湖学院 简介 轴承是旋转机械中广泛应用的基础零件之一 其质量好坏在一定程度上影响到整个机械系统的性能 据统计旋转机械中30 的故障与轴承有关 因此 工业生产监控的要求也越来越高 为了保证轴承质量必须对其进行严格的出厂检测 达到基本上实现自动化检测的需求 国家标准所规定的轴承的主要检测项目有 尺寸精度 旋转精度 游隙 旋转灵活性 振动噪声 残磁强度 表面质量 硬度等 轴承检测装置的主要结构 1 工作台2 显示器3 箱体4 升降台5 传动机构6 加速传感器7 夹紧机构8 锥轴9 气缸 轴承检测装置的主要设计内容 目前在轴承的检测项目中 轴承游隙检测 尺寸精度检测 以及振动情况的检测都是反应轴承质量的重要指标 而现有的轴承检测仪器一般只能进行单一项目的检测 检测效率低且不方便 为了满足轴承安全检测且基本实现自动化检测的要求 针对以上的问题 本设计主要目的 设计出一种进行多项目检测且检测效率高 基本上实现自动化检测的轴承在线检测装置 总体设计 整体上为了方便快捷的对轴承进行检测 满足不同规格尺寸的在线检测 我们采用带螺纹的锥轴 螺塞等固定安装待检测轴承选用电动机作为动力的主要来源 分别实现轴承的振动检测 游隙检测以及尺寸精度检测等要求 轴承的振动检测设计 振动检测原理 主轴系统作为被检测轴承的支撑 当测振传感器的拾振杆轻压在振动的物体上时 随着振动物体一起振动 拾振质量相对于传感器壳体作相对运动 轴承的振动检测设计 实现良好的的定位 其上方安装一个V型板 使其靠在轴承的外圈上 轴承的中心自动与心轴的中心保持较好的同心度 便于与振动传感器接触触头进行良好的定位 计算机对通过对所采集得到的轴承信号进行我们所需要的各种分析 主要的有两个方面 时域分析 频域分析 游隙 游隙 所谓轴承游隙 即指轴承在未安装与轴或轴承箱时 将其内圈或外圈的一方固定 然后便将未被固定的一方做径向或轴向移动 根据移动方向所产生的移动量 可分为径向游隙和轴向游隙 轴承游隙的检测 将被测轴承定位安装在心轴 及锥形轴 由锥轴套 旋紧螺塞固定好该轴承的内圈 由气动装置上因为考虑到重力作用下的重力游隙的影响 即我们可以从下往上给定一个工作负荷 轴承外圈向上移动一段距离 随后从上往下给该轴承施加一下往下的力 该轴承的外圈往下移动一段距离 通过测量仪器测量出最高点与最低点之间的距离h 则该轴承的游隙 f h d 2 f 轴承的游隙h 最高点与最低点之间的距离d 轴承的内径 图5 3气动装置 游隙测量的优点 1 由于采用了动态测量 消除摩擦误差 测量精度相应提高 2 由于采用了V型板 锥轴套 被测轴承外圈的工作面对被测轴承旋转中心线的垂直度相当高 因此 安装精度也相应提高 同样也提高了测量精度 3 由于被测轴承内圈是连续旋转的 可以实现连续测量 测量出游隙的平均值 效率比静态测量法也有相应提高 4 采用了额定的测量负荷 接触变形小 提高了测量精度 因此测量值更接近理论游隙值 轴承内径检测装置的设计 通过螺母旋紧及锥套 安装固定好该轴承 在安装固定的过程中 推杆指针与该轴承的内径接触 在标有刻度的导轨上滑动 最终通过传感机构将读数传感在电脑显示频上 电动机通过V型带传动装置 通过锥形轴带动该轴承旋转起来 该导轨主要要设计成双端导轨 起到了良好的定向作用 内径测量的设计机理 传动装置的结构设计 带传动的特点及应用 1 带传动是挠性传动 传动平稳 噪音小 能缓冲吸振 2 过载时带会在小带轮上打滑 防止其他零件因过载而损坏 起安全保护作用 3 结构简单 制造 安装 维护方便 成本低廉 适于两轴中心距较大的场合 齿轮啮合传动设计 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一 形式很多 应用广泛 是用来传递两轴之间的运动和动力的 齿轮传动的主要优点 能保证瞬时传动比恒定 传动效率高 结构紧凑 工作可靠 使用寿命长 小结 本设计主要是为了解决目前轴承检测装置中检测项目单一 检测效率低等问题 针对以上问题 我们设计了主要解决轴承的振动检测设计 游隙检测设计 尺寸精度检测的重要检测指标设计 同时我们采用了电动机作为驱动装置 V带 齿轮啮合等作为传动装置 实现了良好的传动设计 同时 我们需要较好的结合机械理论知识 自动控制的硬 软件知识 结合其他技术资料进行系统分析 谢谢观看 结束 中文译文螺杆压缩机螺杆压缩机的几何形状对称分布有一个巨大的吹孔面积不包括它任何压缩机应用在高或中等压力比参与。然而，对称分布的表现出奇的好在低高压压缩机中的应用。对圆形的轮廓，更多的细节可以发现马德克，1978。2.4.8 SRM的“A”型SRM”“曲线如图2.11所示。它保留了所有的有利的特征的对称外形像它的简单性的同时避免其主要的缺点，即，大吹孔面积。减少的主要目标气孔面积允许主门的尖点了转子产生他们的同行，在栅极和主转子摆线分别同行，剖面主要由界的门转子和一条线穿过门转子轴。主曲线的设置包括:D2C2,这是一个圆形的门转子与中心门口节圆,C2B2,这是一个圆在大门口转子,该中心位于外的节圆区域。这是一个新的功能实施的一些问题在一代的主旋翼同行,因为数学用于配置生成。当时通用传动装置不足。这偏心保证压力角的转子球不同于零,导致它的易于制造。 段是一个圆形的英航转子以其中心门在节圆。 扁平的叶边的主要和门出现生成EPI /圆内旋轮线，分别由G和H的门主转子组成。 是一个径向线GF2门口的转子。 这带来了同样的制造业的好处前面提到的圆偏心在最受欢迎的转子型线的评论2.4。图2.11 “A”型发动机31对面的叶侧。F2E2是一个圆的中心在大门口音高和最后,E2D2是一个圆的中心在门轴。 有关“A”简介的更多详细信息由 Amosov et al. 所出版的， 1977 年和作者： Rinder， 1979。 “一个”配置文件是一个很好的例子,一个好的和简单的想法如何进成一个复杂的结果。 因此,“一个”剖面是不断遭受 这导致变化的“C”剖面。这主要是生成改善剖面可制造性。 最后,一个完全新的配置文件“D”剖面生成了一个新的发展介绍在剖面传动装置 和增加门转子扭矩。尽管复杂，其最终形式的复杂性的“一个”剖面出现的最受欢迎的螺杆压缩机剖面,特别是在其专利过期。2.4.9 SRM的“D”简介SRM的“D”文件，如图2.12所示，是专门由界产生随着离转子节圆的中心。类似的演示类偏心圆的半径为R3的内圈。B1C1为偏心圆的半径为R1，其中，连同a1j1小圆弧的半径R2，位于主转子。g2h2在栅极转子和E2F2小圆弧栅上的圆弧转子。f2g2是产生的门转子相对大的圆弧在主旋翼的可能的最小曲率对应的曲线。两个圆弧，b2c2和f2g2确保在大曲率半径节圆的面积。这避免了高应力在转子接触区。图2.12 开关磁阻电机的“D”简介32 2螺杆压缩机的几何形状2.4.10 SRM的“G”简介。“G”配置文件介绍了SRM在上世纪十九年代作为一个对于“D”更换转子，如图2.13所示。相比“D”，“G”转子，转子具有两个额外的界的独特的特征在主转子叶顶区域，靠近分度圆。此功能提高了转子的接触和，此外，产生较短的密封线。这在图2.13中可以看到，其中一个转子的“G”简介通过分段h1i1仅在其扁平面特性。图2.13 开关磁阻电机的“G”简介2.4.11市“N”产生的转子型线架“N”转子由一架生成程序计算。这个区别来自另外的他们。在这种情况下，大吹孔面积，这是一个特征架产生的转子，所产生的高压力克服通过转子共轭程序是一侧的机架。这削弱了单一的适当的曲线的架子上。那么这样一架用于分析两个主要的门转子。该方法及其扩展应用由作者创造了许多不同的转子型线，他们中的一些应用通过斯托西奇等人，1986，和Hanjalic斯托西奇，1994。一个应用程序齿条的生成过程的描述斯托西奇，1996。以下内容是被生成的一个架子的简洁的描述“N”使腐坏者简介，典型使腐坏者的一个家庭中为空气的有效压缩设计描，共同 refrigerants 和一些过程气体。使腐坏者被生成按联合架子-rotor 的一代程序其特征是，以便为表现尽可能优化任何细节可能欣然地进一步被修改申请。33架子上所有主要的弧坐标在此相对在机架上的坐标系统。机架的叶分为几个弧。轮廓圆弧之间的分歧被表示为大写字母和每个弧分别定义，如图所示。2.14和2.15在那里架和转子所示。图2.14 生成的“N”型架图2.15 “N”转子的主曲线给出架34 2螺杆压缩机的几何形状所有的曲线给出了一个“弧”表述为：axp + byq = 1。因此，直线，圆，一组抛物线，椭圆和双曲线都容易描述通过选择一个适当的值的参数，B，P和Q。段的机架上的直线，EF是圆弧半径R，段FG是上渐开线直线，P = Q = 1，同时段生长激素对齿条啮合曲线生成的圆弧g2h2上内圈。段HJ齿条啮合曲线所产生的在主转子半径的圆弧h1j1。段JA是一个循环圆弧半径R上的齿条，AB是一个圆弧，可以是圆形或双曲线或抛物线，椭圆，段BC在齿条直线匹配的转子轮叶和CD的渐开线的圆弧架，半径为R3。“N”简介的更多详细信息可以被找到在 Stosic， 1994 年。2.4.12特色的“N”型示例的“N”在2-3，3-5，4-5，4-6，5-6形，5-7和6-7配置在图中给出。2.16图2.23。应该指出的是自动获得从一个计算机代码被所有的转子考虑简单地指定在主门转子叶数，和在一般型的叶曲线。各种改性分布是可能的。“N”型设计是一种妥协之间的完全密封，小吹孔面积，大位移，短。图2.16 “N”在2-3配置的转子图2.17 “N”在3-5配置的转子图2.18 “N”在4-5配置的转子图2.19 “N”在4-6配置的转子图2.20 “N”转子相对于“西格玛”，“D”和“开关磁阻电机转子旋风”图2.21 “N”在5-6配置的转子图2.22 “N”在5-7配置的转子图2.23 “N”在6 / 7配置的转子密封线,小关卷,渐开线转子接触和适当的门转子扭矩分配连同高转子机械刚度。叶的数量需要随指定的压缩机责任。 3/5安排最适合干空气压缩,4/5和5/6的石油淹没了压缩机和温和的压力差和6/7为高压和大内置体积比制冷应用程序。虽然一个转子型线的全面的评估需要不止一个几何评估，一些对“N”型可能是关键的功能通过与三个最流行的螺钉比较容易理解转子型线已经描述在这里，（一）“西格玛”轮廓的bammert，1979，（b）SRM的“D”轮廓的astberg 1982，和（c）“旋风”简介通过Hough变换和莫里斯，1984。所有这些转子如图2.20所示的地方可以看出，“N”的公司有一个更大的吞吐量和更严厉的门转子在所有情况下，当如吹孔面积等特点，有限体积和高压密封线的长度是相同。同时，低压密封线较短，但这不重要因为相应的间隙可以保持很小。吹孔面积可由尖端半径的调整控制无论是主要和门的门转子外径小于或等于中径。同时密封线可以保持很通过构建大部分从圆的中心转子型线短靠近分度圆。但是，在吹孔面积的减少将增加在平坦的转子侧的密封线长度。之间的一种折衷这些趋势，因此需要获得最好的结果。转子失稳往往是由在门转子扭矩分布引起的在一个完整的周期变化的方向。配置文件生成程序本文介绍了能够控制大门上的扭矩转子，从而避免这样的影响。此外，全齿之间的接触“N”转子使任何额外的接触载荷更容易被吸收比任何其他类型的转子。两个转子对图2.24所示第一个具有所谓的“负”的门转子扭矩的同时第二显示更常见的“积极”的扭矩。图2.24 “N”负转矩，左、右正扭矩，2.4.13鼓风机转子型线风机配置文件，如图2.25所示是对称的。因此，只有一个季度需要指定以定义整个转子。它由两段，在转子叶尖端和直的一个很小的圈子线。圆线的幻灯片和生成，而直线生成渐开线。图2.25 风机简介编号无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目： 轴承检测装置的设计 信机 系 机械工程及自动化专业学 号： 0923802学生姓名： 樊阿红 指导教师： 何雪明 （职称：副教授 ） （职称： ）2013年5月25日目 录一、毕业设计（论文）开题报告二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目： 轴承检测装置的设计 信机 系 机械工程及自动化 专业学 号： 0923802 学生姓名： 樊阿红 指导教师： 何雪明 （职称：副教授 ） （职称： ） 2012年11月25日 课题来源无锡某轴承设备厂大批量生产检测需求科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义该课题主要是为了培养开发和创新机械设备的设计能力，要求能够结合所学知识对被加工零件进行UG三维建模和二维出图，根据实际生产需要中所产生的实际性问题。综合所学的机械理论设计与方法、自动化控制等知识，完成尽可能多的轴承的检测项目需求，实现自动化检测。再设计三维建模的过程中，在满足生产检测的需求下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，实现大批量自动检测，同时降低产品的生产成本。（2）国内外的发展状况及其发展前景轴承是各类机械装备中最为重要的基础部件，它的精度、性能、寿命以及可靠性对主机的精度、性能、寿命以及可靠性起着极为重要的作用。随着轴承检测仪器的发展，对轴承检测项目的要求及检测项目的精确度要求也越来越多、越来越高，此外还要在一定程度上满足人机协作要求。在国内，常用的检测轴承质量的振动检测仪器有两种：一种是测量轴承振动的加速型轴承振动检测仪，另一种是通过测量轴承振动速度的速度型轴承振动检测仪。杭州轴承试验研究中心的BVT-5轴承振动速度检测仪是其性能最完善的一个型号。在国外，丹麦研制出了B&K2112型仪器，其性能与国产的S0910型轴承振动给检测仪类似。在国外轴承振动一般采用测量多个参数进行判断。如美国BENDIX公司研制的B1010就是国际上此类设备中具有代表性的产品之一。国内轴承行业的测试与试验技术在多方面逐步与世界接轨，并不断开发出一系列适合国情和国家标准的测试仪器与实验装备。研究内容 熟悉轴承检测装置的发展历程，特别是近十几年来国内外的发展状况，及应用的主要原理依据等； 较好的结合机械理论知识、自动化控制的硬、软件知识； 达到技术指标所要求，满足实际工作需要，安全、可靠、工作稳定、测量精度准确的要求； 熟练掌握并灵活运用UG软件完成三维绘图工作； 完成轴承检测装置的装配图设计（三维及工程图纸）；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析（1）实验方案结合机械制造设备、机械设计、自动化控制的理论知识针对相关检测项目拟定方绘制草图模型。（2）研究方法 借阅相关书籍杂志，利用图书馆及网络资源查阅资料。 三维建模、拟定方案进行可行性分析设计。研究计划及预期成果研究计划：2012年11月12日-2012年12月25日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2013年1月9日-2013年2月12日：填写毕业实习报告。2013年2月13日-2013年2月17日：按照要求修改毕业设计开题报告。2013年2月18日-2013年3月21日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月22日-2013年4月11日：轴承检测装置的研究项目分析，初步三维建模。2013年4月12日-2013年4月25日：UG设计。2013年4月26日-2013年5月25日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：通过模拟、建模、实验等可行性方法，达到产品的最优化设计，大大降低劳动强度，提高生产效率，基本实现自动化检测。特色或创新之处 运用UG软件完成三维建模，并制作成二维图纸 较好的结合机械理论知识、自动控制软件等已具备的条件和尚需解决的问题 设计方案思路已经非常明确，已经具备使用UG建模的能力和检测方面的知识。完成相关检测项目的设计 设计多个方案，从中总结优劣进行相关设计与分析指导教师意见 指导教师签名：年 月 日教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名： 年 月 日系意见 主管领导签名： 年 月 日英文原文Screw CompressorThe Symmetric profile has a huge blow-hole area which excludes it from any compressor applicat -ion where a high or even moderate pressure ratio is involved. However, the symmetric profile per -forms surprisingly well in low pressure compressor applications.More details about the circular p -rofile can be found in Margolis, 1978.2.4.8 SRM “A” ProfileThe SRM “A” profile is shown in Fig. 2.11. It retains all the favourable features of the symmetric profile like its simplicity while avoiding its main disadvantage,namely, the large blow-hole area. The main goal of reducing the blow hole area was achieved by allowing the tip points of the main and gate rotors to generate their counterparts, trochoids on the gate and main rotor respectively. T -he “A” profile consists mainly of circles on the gate rotor and one line which passes through the gate rotor axis.The set of primary curves consists of: D2C2, which is a circle on the gate rotor with the centre on the gate pitch circle, and C2B2, which is a circle on the gate rotor, the centre of whi ch lies outside the pitch circle region.This was a new feature which imposed some problems in the generation of its main rotor counterpart, because the mathematics used for profile generation at tha -t time was insufficient for general gearing. This eccentricity ensured that the pressure angles on th -e rotor pitches differ from zero, resulting in its ease of manufacture. Segment BA is a circle on th -e gate rotor with its centre on the pitch circle. The flat lobe sides on the main and gate rotors weregenerated as epi/hypocycloids by points G on the gate and H on the main rotor respectively. GF2 is a radial line at the gate rotor. This brought the same benefits to manufacturing as the previously mentioned circle eccentricity onFig. 2.11 SRM “A” Profile2.4 Review of Most Popular Rotor Profiles 31 the opposite lobe side. F2E2 is a circle with the cent -re on the gate pitch and finally, E2D2 is a circle with the centre on the gate axis.More details on t -he “A” profile are published by Amosov et al., 1977 and by Rinder, 1979.The “A” profile is a go od example of how a good and simple idea evolved into a complicated result. Thus the “A” pro file was continuously subjected to changes which resulted in the “C” profile. This was mainly gen erated to improve the profile manufacturability. Finally, a completely new profile, the“D” profile was generated to introduce a new development in profile gearing and to increase the gate rotor tor -que.Despite the complexity of its final form the “A” profile emerged to be the most popular scre -w compressor profile, especially after its patent expired.2.4.9 SRM “D” ProfileThe SRM “D” profile, shown in Fig. 2.12, is generated exclusively by circles with the centres off the rotor pitch circles.Similar to the Demonstrator, C2D2 is an eccentric circle of radius r3 onthe gate rotor. B1C1 is an eccentric circle of radius r1, which, together withthe small circular arc A1J1 of radius r2, is positioned on the main rotor. G2H2is a small circular arc on the gate rotor and E2F2 is a circular arc on the gaterotor. F2G2 is a relatively large circular arc on the gate rotor which produces a corresponding curve of the smallest possible curvature on the main rotor.Both circular arc, B2C2 and F2G2 ensure a large radius of curvature in the pitch circle area. This avoids high stresses in the rotor contact region.Fig. 2.12 SRM “D” ProfileThe “G” profile was introduced by SRM in the late nineteen nineties as a replacement for the “D” rotor and is shown in Fig. 2.13. Compared with the“D” rotor, the “G” rotor has the unique feature of two additional circles in the addendum area on both lobes of the main rotor, close to the pitch circle.This feature improves the rotor contact and, additionally, generates shorter sealing lines. This can be seen in Fig. 2.13, where a rotor featuring “G” profile characteristics only on its flat side through segment H1I1 is presented.Fig. 2.13 SRM “G” Profile2.4.11 City “N” Rack Generated Rotor Profile “N” rotors are calculated by a rack generation procedure. This distinguishes them from any others. In this case, the large blow-hole area, which is a characteristic of rack generated rotors, is overcome by generating the high pressure side of the rack by means of a rotor conjugate procedure. This undercuts the single appropriate curve on the rack. Such a rack is then used for profiling both the main and the gate rotors. The method and its extensions were used by the authors to create a number of different rotor profiles, some of them used by Stosic et al., 1986, and Hanjalic and Stosic, 1994. One of the applications of the rack generation procedure is described in Stosic, 1996.The following is a brief description of a rack generated “N” rotor profile,typical of a family of rotor profiles designed for the efficient compression of air,common refrigerants and a number of process gases. The rotors are generated by the combined rack-rotor generation procedure whose features are such that it may be readily modified further to optimize performance for any specific application.2.4 Review of Most Popular Rotor Profiles 33The coordinates of all primary arcs on the rack are summarized here relative to the rack coordinate system. The lobe of the rack is divided into several arcs. The divisions between the profile arcs are denoted by capital letters and each arc is defined separately, as shown in the Figs. 2.14 and 2.15 where the rack and the rotors are shown.Fig. 2.14 Rack generated “N” ProfileFig. 2.15 “N” rotor primary curves given on rack34 2 Screw Compressor Geometry All curves are given as a “general arc” expressed as: axp + byq = 1. Thus straight lines, circles, parabolae, ellipses and hyperbolae are all easily described by selecting appropriate values for parameters a, b, p and q.Segment DE is a straight line on the rack, EF is a circular arc of radius r4,segment FG is a straight line for the upper involute, p = q = 1, while segment GH on the rack is a meshing curve generated by the circular arc G2H2 on the gate rotor. Segment HJ on the rack is a meshing curve generated by the circular arc H1J1 of radius r2 on the main rotor. Segment JA is a circular arc of radius r on the rack, AB is an arc which can be either a circle or a parabola, a hyperbola or an ellipse, segment BC is a straight line on the rack matching the involute on the rotor round lobe and CD is a circular arc on the rack, radius r3.More details of the “N” profile can be found in Stosic, 1994.2.4.12 Characteristics of “N” ProfileSample illustrations of the “N” profile in 2-3, 3-5, 4-5, 4-6, 5-6, 5-7 and 6-7 configurations are given in Figs. 2.16 to Fig. 2.23. It should be noted that all rotors considered were obtained automatically from a computer code by simply specifying the number of lobes in the main and gate rotors, and the lobe curves in the general form.A variety of modified profiles is possible. The “N” profile design is a compromise between full tightness, small blow-hole area, large displacement.Fig. 2.16 “N” Rotors in 2-3 configurationFig. 2.17 “N” Rotors in 3-5 configurationFig. 2.18 “N” Rotors in 4-5 configurationFig. 2.19 “N” Rotors in 4-6 configurationFig. 2.20 “N” Rotors compared with “Sigma”, SRM “D” and “Cyclon” rotorsFig. 2.21 “N” Rotors in 5-6 configurationFig. 2.22 “N” Rotors in 5-7 configurationFig. 2.23 “N” rotors in 6/7 configurationsealing lines, small confined volumes, involute rotor contact and proper gate rotor torque distribution together with high rotor mechanical rigidity.The number of lobes required varies according to the designated compressor duty. The 3/5 arrangement is most suited for dry air compression, the 4/5 and 5/6 for oil flooded compressors with a moderate pressure differenceand the 6/7 for high pressure and large built-in volume ratio refrigeration applications.Although the full evaluation of a rotor profile requires more than just a geometric assessment, some of the key features of the “N” profile may be readily appreciated by comparing it with three of the most popular screwrotor profiles already described here, (a) The “Sigma” profile by Bammert,1979, (b) the SRM “D” profile by Astberg 1982, and (c) the “Cyclon” profile by Hough and Morris, 1984. All these rotors are shown in Fig. 2.20 where it can be seen that the “N” profiles have a greater throughput and a stiffer gate rotor for all cases when other characteristics such as the blow-hole area, confined volume and high pressure sealing line lengths are identical.Also, the low pressure seali