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陶瓷球研磨加工过程的状态监测

作　者: 秦展田
导　师: 任成祖
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 陶瓷球研磨加工振动 LabVIEW 状态监测信号处理
分类号: TG580.68
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 67次
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内容摘要

氮化硅（Si₃N₄）陶瓷球具有优异的综合性能,可用作高速、高精度轴承滚动体和密封阀的阀芯等,应用越来越广泛。精密研磨加工是生产高精度陶瓷球的关键技术之一,在研磨加工陶瓷球的过程中,研磨设备会产生振动,这些振动与当前的研磨加工状态有关,同时也会影响陶瓷球的精度和表面质量。本课题建立了一套基于虚拟仪器的实时振动监测系统,通过对研磨加工过程中不同加工状态下的振动信号进行实时监测和分析研究,得到振动信号与加工状态的对应关系以及振动的规律。本文首先阐述了基于虚拟仪器的实时振动监测系统的原理及硬件组成,利用B&K公司的8001型压电加速度传感器、2635型电荷放大器、阿尔泰公司的PCI2003数据采集卡和个人计算机,组成监测系统的硬件部分。然后详细阐述了振动信号的分析处理技术和基于虚拟仪器的实时振动监测系统的软件设计,该软件是基于NI公司LabVIEW软件平台开发的,软件的主要功能包括:数据采集、信号分析和处理、信号显示、数据文件存储、数据文件读取及信号复现。最后阐述了对陶瓷球研磨加工（包括粗研磨和精研磨两个阶段）过程中上研磨盘的振动信号进行实时监测及分析,由于研磨加工时产生的振动是随机信号,通过对不同加工状态下振动信号的功率谱进行分析研究,得到振动信号与加工状态的一系列对应关系以及整个研磨加工过程中振动的规律。

全文目录

中文摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第一章绪论  6-20
  1.1 陶瓷球研磨加工技术  6-13
    1.1.1 陶瓷球研磨原理  6-8
    1.1.2 陶瓷球的研磨方式  8-12
    1.1.3 陶瓷球的研磨工艺  12-13
  1.2 状态监测技术的研究现状  13-15
  1.3 虚拟仪器技术概述  15-18
  1.4 本课题的研究背景及主要内容  18-20
第二章陶瓷球研磨加工振动监测系统的组成和信号处理  20-33
  2.1 振动监测系统的硬件组成  20-24
  2.2 信号采样的原理和实现  24-26
    2.2.1 采样定理与频谱混叠  24-25
    2.2.2 量化与量化误差  25-26
  2.3 振动监测信号分析处理  26-32
    2.3.1 数字滤波  26-28
    2.3.2 信号截断、能量泄漏和窗函数  28-31
    2.3.3 功率谱分析  31-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章基于LabVIEW的振动监测系统软件设计  33-45
  3.1 图形化编程语言LabVIEW  33-35
  3.2 振动监测系统软件的功能分析  35-36
  3.3 振动监测系统软件的程序设计  36-44
    3.3.1 数据采集程序流程  36-38
    3.3.2 系统软件程序设计  38-44
  3.4 本章小结  44-45
第四章陶瓷球研磨加工的振动监测试验及分析  45-55
  4.1 粗研磨加工振动信号及分析  45-52
  4.2 精研磨（抛光）振动信号及分析  52-53
  4.3 监测结果分析  53-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章结论与展望  55-57
  5.1 结论  55-56
  5.2 进一步研究的展望  56-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间发表的论文  61-62
致谢  62

陶瓷球研磨加工过程的状态监测

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