高速旋转试验机关键技术的研究

论文摘要

高速旋转试验机是用来模拟高速旋转工况、检测某些军工产品性能指标的关键设备。由于受到高速旋转机构间信号传输困难及不平衡质量影响等因素的限制,目前国内的高速旋转试验机工作转速均低于20000r/min,远不能满足现代产品性能检测的要求。本课题着重对影响高速旋转试验机提高转速几个关键技术进行了研究,提出了合理的解决方案。主要工作和成果体现在：1、为解决高速旋转机构间信号传输困难问题,对现有的开放式水银导电滑环进行了改进设计,大大提高了信号传输质量,减少了维护工作量,并已投入实际使用,能在30000r/min工况下长时间工作,获得了满意的效果；为满足更高使用要求,创新设计了封闭式的水银导电滑环,使其能在更高转速下可靠的进行多路信号传输,且可以免维护,比开放式水银导电滑环性能大大提高；2、为满足更高转速下产品性能检测的要求,设计了可安装于高速旋转轴上的微型产品性能实时检测系统,采用红外光传输信号,实现了高速旋转机构间信号的非接触式传输,使得高速旋转试验机转速的提高不再受信号传输困难的限制；3、为解决由于动不平衡影响问题,对高速旋转试验机产品检测的机械结构进行了改进设计,采取双端支承方式,合理设计了工装夹具,从而大大提高了产品检测机构刚度和克服不平衡质量的影响的能力,使得高速旋转试验机能够在一定动不平衡情况下、长期稳定的工作。本课题的工作可使高速旋转试验机检测技术水平提高到一个新的层次。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 高速旋转试验机用途
• 1.2 关键技术分析
• 1.3 相关技术现状
• 1.3.1 相对旋转机构间的信号传输技术
• 1.3.2 动不平衡问题
• 1.4 本课题主要研究工作
• 2 水银导电滑环技术的研究
• 2.1 概述
• 2.2 开放式水银导电滑环的改进研究
• 2.2.1 水银导电滑环的水银雾化严重问题改进
• 2.2.2 水银导电滑环的信号噪声状况的改进
• 2.2.3 开放式水银导电滑环导电性能检测实验
• 2.3 封闭式水银导电滑环设计
• 2.3.1 设计思想
• 2.3.2 滑环单元体结构设计
• 2.3.3 外围壳体与传动连接件设计
• 2.3.4 封闭式水银导电滑环性能检测
• 3 非接触式信号传输
• 3.1 概述
• 3.2 总体方案设计
• 3.2.1 研制技术要求和难点
• 3.2.2 具体方案设计
• 3.3 数据采集与发送模块
• 3.3.1 概述
• 3.3.2 模数转换模块
• 3.3.3 系统时钟模块
• 3.3.4 串口发送与接收模块
• 3.3.5 红外发射管电路
• 3.4 接收模块
• 3.4.1 信号接收与整形电路设计
• 3.4.2 通信接口电路设计
• 3.5 系统通信与软件开发
• 3.5.1 单片机通信与编程
• 3.5.2 计算机通信与编程
• 3.6 非接触式信号传输性能检测
• 3.7 耦合电源设计
• 3.7.1 电源原理
• 3.7.2 铁心材料选取
• 3.7.3 电源电路设计
• 4 动不平衡问题分析与解决措施
• 4.1 动不平衡原因与危害
• 4.2 问题解决思路
• 4.3 结构设计
• 4.3.1 轴的设计
• 4.3.2 轴承选用
• 4.3.3 产品夹具设计
• 4.3.4 外壳体设计
• 4.3.5 总体装配
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献