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燃油泵滑动轴承试验台测控系统的研制

作　者: 张文明
导　师: 滕勤
学　校: 合肥工业大学
专　业: 动力工程
关键词: 滑动轴承试验台串口通讯数据采集 PLC 控制系统 LabVIEW
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

滑动轴承是航空发动机燃油泵的关键部件,其磨损直接影响到燃油泵的使用寿命。为了给滑动轴承的设计及应用提供科学的试验数据,需要利用试验台模拟滑动轴承的实际工作状态和工作环境,在给定轴承转速、载荷及润滑等工作条件下,测量滑动轴承的性能参数并考核滑动轴承的性能。因此,研制燃油泵滑动轴承试验台有着重要的现实意义。测控系统是滑动轴承试验台的重要组成部分,也是滑动轴承性能试验的根本保障。为了控制试验台轴承工作转速和轴承载荷,并进行多参数测量,研制了燃油泵滑动轴承试验台测控系统。本文主要研究工作如下：(1)测控系统总体结构设计根据滑动轴承测试的内容和基本要求,通过对主控计算机、传感器、参数显示仪表和子系统控制设备的选型,构建了分布式计算机测控系统。主机利用RS-485串行通信接口,与动力传动控制系统、载荷控制系统和燃油温度控制系统组成网络,通过操作面板或测控软件设定电机转速、轴承载荷以及燃油调节温度,测量并显示转速、扭矩、燃油入口和出口压力、燃油温度、燃油流量、载荷大小等被测参数,并实现操纵模式(自动和手动)的切换。(2)液压加载控制系统设计。基于Siemens S7-200系列PLC设计了液压加载控制系统的硬件和PLC控制程序,利用EV5000组态编辑软件设计了触摸屏控制模块程序,通过位置测量和油压测量,实现加载杆的位置控制和轴承载荷的闭环控制。加载系统研制完成后,通过一系列加载试验考核了加载系统的控制精确性、稳定性和安全性。(3)测控系统软件开发。基于工控机、高速数据采集卡以及二次显示仪表组成的上位机硬件平台,应用计算机虚拟仪器技术,在LabVIEW编程环境下开发了测控系统软件,实时测量滑动轴承油膜厚度、轴向和周向油膜压力、轴承温度,绘制相应的分布曲线并计算轴心轨迹,以及实现数据存储、数据库管理、数据时域波形显示和历史记录回放等功能。(4)实际测试验证。在完成各个参数测量通道、控制通道的监测与调整以及相应的计量检定过后,通过不同转速和不同载荷下实际滑动轴承的大量试验以及滑动轴承寿命试验,考核和评价测控系统的功能和工作可靠性。结果表明,测量数据能够真实反映滑动轴承各个参数的变化过程,试验台测控系统完全满足滑动轴承特性试验的要求。在测控系统研制过程中,通过将数据采集技术、串口通信技术、PLC应用技术以及变频器技术相结合,使燃油泵滑动轴承试验台具有了现代化气息。系统人机交互界面友好、操作方便、试验效率高,为研究不同转速和不同载荷轴-滑动轴承系统中轴承的润滑性能提供了强有力的工具。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
致谢  9-14
第一章绪论  14-23
  1.1 选题的目的及意义  14-15
  1.2 轴承试验台国内外发展现状  15-19
  1.3 虚拟仪器技术的应用  19-21
  1.4 论文主要研究内容  21-23
第二章试验台测控系统方案设计  23-41
  2.1 试验台设计要求及实现功能  23-24
  2.2 试验台总体结构概述  24-26
  2.3 测控系统结构设计方案  26-29
  2.4 测控系统主要传感器选型  29-37
  2.5 串行通信  37-40
  2.6 本章小结  40-41
第三章载荷液压加载测控系统设计  41-53
  3.1 加载方案选择  41-42
  3.2 液压加载控制系统组成  42-44
  3.3 控制系统主要硬件选型  44-47
  3.4 PLC控制程序设计  47-49
  3.5 触摸屏程序设计  49-50
  3.6 加载系统性能试验验证  50-51
  3.7 本章小结  51-53
第四章数据采集与控制系统软件设计  53-73
  4.1 数据采集基础  53-56
  4.2 数据采集卡  56-61
  4.3 LabVIEW开发环境  61-64
  4.4 系统软件设计  64-72
  4.5 本章小结  72-73
第五章试验方案与运行验证  73-87
  5.1 轴承参数等测量方案  73-76
  5.2 测试系统的调整和计量检定  76-77
  5.3 试验台运转实验  77-86
  5.4 本章小结  86-87
第六章总结和展望  87-89
参考文献  89-91

燃油泵滑动轴承试验台测控系统的研制

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