激光照排机转子动平衡系统的研究

论文摘要

随着现代印刷业的发展,激光照排机作为现代印刷技术的关键输出设备被广泛应用。为了提高制版效率,转子的转速越来越高,由于版材的附加不平衡量极易引起转子的振动,影响制版质量,论文为解决这一问题,在参考国内外公开文献的基础上提出了激光照排机转子双面动平衡补偿的系统结构和方法;在研究转子不平衡引起激光照排机振动的理论基础上,建立了激光照排机—基础支承系统的数学模型,理论和实验表明:有必要对转子作动平衡补偿,转子不平衡引起的系统振动幅值与基础支承刚度成反比,系统的固有频率应避开转子的转速频率,以避免工作时产生共振;分析了激光照排机转子动平衡的条件,理论证明了两个校正平面即可实现转子的完全动平衡,鉴于转子支承系统属于硬支承,并支承处与校正平面距离很近,可直接通过振动信号得到转子的不平衡量;论文还研究了单面动平衡补偿问题,理论和实验均证明单面动平衡补偿的效果较差,无法使振动衰减到允许的范围之内,实验还验证了极坐标形式的平衡头结构是可行的;论文最后设计完成了系统的控制部分中的信号处理模拟电路和平衡控制数字电路,编制了相应的软件,并完成了调试和实验表明电路是可行的。 本论文涉及的是工程实际问题,所作的工作为今后的进一步深入研究奠定了基础,为最终完成激光照排机转子动平衡系统做好了理论和实践的准备。本论文分为以下几个章节: 第一章阐述了激光照排机转子动平衡的目的和意义,介绍了国内外旋转机械的转子动平衡的理论和实践情况的发展和现状,提出了激光照排机双面动平衡补偿的系统结构和方法,最后确定了本论文的主要工作。 第二章分析了转子不平衡引起激光照排机振动的原理,结合激光照排机的实际情况,介绍了不平衡量的表示和分类方法。建立了激光照排机—基础支承系统强迫振动的理论模型,并对隔振问题进行了简要讨论和分析。最后,通过实验研究和结果分析对理论推导给出实践证明,得出结论。 第三章针对激光照排机转子不平衡的具体情况,分析了激光照排机转子动平衡的条件,建立对转子采取不同的平衡措施时的转子支承系统数学模型并进行实验。实验证明对激光照排机转子采取单面动平衡的效果较差,平衡头可以作成极坐标结构。

论文目录

• 摘要
• ABSTRCT
• 第一章 绪论
• 1.1 激光照排机转子动平衡的意义
• 1.2 转子动平衡理论的发展及现状
• 1.2.1 旋转机械转子的分类
• 1.2.2 刚性转子动平衡理论
• 1.2.3 挠性转子动平衡理论
• 1.3 转子动平衡系统的发展及现状
• 1.3.1 转子故障诊断
• 1.3.2 转子动平衡系统测试部分
• 1.3.2 转子动平衡系统平衡校正部分
• 1.3.3 CTP机的自动鼓平衡系统
• 1.4 本论文的主要工作
• 第二章 转子不平衡引起激光照排机振动的数学模型及实验分析
• 2.1 转子不平衡引起激光照排机振动的原理
• 2.2 转子不平衡最的表示方法
• 2.3 刚性转子不衡的种类
• 2.3.1 静不平衡量Us
• 2.3.2 力偶不平衡量Un
• 2.3.3 准静不平衡量U
• 2.3.4 动不平衡量Ud
• 2.4 激光照排机单自由度强迫振动系统
• 2.4.1 简谐激励作用下的单自由度强迫振动的一般形式
• 2.4.2 激光照相机系统的单自由度强追振动模型
• 2.4.3 单自由度系统的隔振问题
• 2.5 激光照排机系统振动实验分析
• 2.5.1 振动实验的硬件设计
• 2.5.2 实验与结果分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 激光照排机转子平衡系统的理论分析及实验证明
• 3.1 激光照排机转子平衡的条件
• 3.2 不平衡离心力向校正面的简化
• 3.3 激光照排机转子动平衡系统数学模型
• 3.3.1 两自由度振动系统基本概念
• 3.3.2 初始状态下的激光照排机转子支承系统的两自由度振动模型
• 3.3.3 单面平衡时的激光照排机转子支承系统的两自由度振动模型
• 3.4 激光照排机转子平衡系统实验分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 激光照排机转子动平衡系统控制部分的设计
• 4.1 激光照排机转子动平衡系统控制部分的设计思想
• 4.2 信号处理电路
• 4.2.1 有源带通滤波器（BPF）
• 4.2.2 绝对值检测电路
• 4.2.3 高输入电阻、高共模抑制比测量放大器
• 4.2.4 校正平面分离志路
• 4.3 平衡控制电路
• 4.3.1 模数转换电路
• 4.3.2 MCU中央处理单元
• 4.3.3 通讯模块
• 4.3.4 气缸控制模块
• 4.3.5 键盘输入和I/O展
• 4.4 平衡控制软件
• 4.4.1 单片机主程序
• 4.4.2 AD采样及处理程序
• 4.4.3 键盘处理程序
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致 谢