04
2023-08
​精密零件的比例尺
 我们常见的比例尺都是把一个较大范围的物体画在一个较小的平面上,简单地说,都是把实际的物体缩小在一张平面图上。比如一个校园的面积很大,我们可以把它缩小在一张白纸上,省的面积很大,可是我们却可以把它画在一张纸上,这就是运用了比例尺的知识。 其实,还有一类比例尺,就是把非常小的物体放大后画在平面图上。例如手表里的零件很小,但是它对零件的规格要求却非常高,不能有一点点的差距。设计人员把这些非常小的零件设计好之后,要交给别人去制作,就要把这些非常精密的零件画在图纸上,要让别人看得很清楚,就要把它画得大一些,这就是精密零件的放大的比例尺。 例1:一种精密零件的实际长度是1.8毫米,画在一张图纸上的长是5.4厘米。这幅图的比例尺是多少? 分析:要求比例尺,就是求图上距离与实际距离的比;题目中的图上距离和实际距离都是已知的,只是单位名称不同,我们只要把单位名称统一了,根据比例尺的公式计算一下就可以了。 5.4厘米=54毫米 54︰1.8=540︰18=30︰1 答:这幅图的比例尺是30︰1。 例2:在一张比例尺为250︰1的精密机器零件的图纸上,量得一个零件的图上长度是75厘米。这个零件的实际长度是多少毫米? 分析:这是已知了比例尺和图上距离要求实际距离的问题,问题不难,只是要注意单位名称的转换。 75厘米=750毫米 750÷250=3(毫米) 答:这个零件的实际长度是3毫米。 例3:一种精密零件的实际长度是2.4毫米,把它画在一张比例尺是50︰1的图纸上,应该画多少厘米长? 分析:这是已知了实际距离和比例尺要求图上距离的问题,问题也不难,根据上面的经验,我们应该能熟练地解答了。 2.4×50=120(毫米) 120毫米=12厘米 答:应该画12厘米长。         从上面的几道例题中,我们应该知道这种特殊的比例尺的特点:由于这类精密物件的实际大小要比图纸上的大小还要小得多,所以,我们一般地把它的后项化简为1,这与一般的比例尺是不同的,其它的问题只是在计算时要注意分清图上距离和实际距离,尤其是要注意它们的单位名称,一定不能搞错。   练一练 ⑴在一幅比例尺为50:1的精密零件的图纸上,量得一个零件长40厘米,这个零件实际长多少毫米? ⑵一张精密零件的比例尺是90︰1,一个精密零件的实际长度是5毫米,这个精密零件画在图纸上应画多少厘米长?
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2023-08
​精密零件焊接的激光焊有什么特点?
 精密零件焊接的激光焊是利用大功率相干单色光子流聚焦而成的激光束为热源进行的焊接。这种焊接方法通常有连续功率激光焊和脉冲功率激光焊。激光焊优点是不需要在真空中进行,缺点则是穿透力不如电子束焊强。   精密零件焊接的激光焊时能进行精确的能量控制,因而可以实现精密微型器件的焊接。它能应用于很多金属,特别是能解决一些难焊金属及异种金属的焊接。  精密零件焊接激光的产生:物质受激励后,产生的波长、频率、方向完全相同的光束。   精密零件焊接的激光的特点:具有单色性好、方向性好、能量密度高的特点,激光经透射或反射镜聚焦后,可获得直径小于0.01mm、功率密度高达1013W/cm2的能束,可以作为焊接、切割、钻孔及表面处理的热源。产生激光的物质有固体、半导体、液体、气体等,其中用于焊接、切割等工业加工的主要是钇铝石榴石(YAG)固体激光和CO2气体激光。    精密零件焊接的激光焊的主要优点是:  (1)精密零件焊接的激光可通过光导纤维、棱镜等光学方法弯曲传输,适用于微型零部件及其它焊接方法难以达到的部位的焊接,还能通过透明材料进行焊接。    (2)能量密度高,可实现高速焊接,热影响区和焊接变形都很小,特别适用于热敏感材料的焊接。    (3)精密零件焊接的激光不受电磁场的影响,不产生X射线,无需真空保护,可以用于大型结构的焊接。    (4)可直接焊接绝缘导体,而不必预先剥掉绝缘层;也能焊接物理性能差别较大的异种材料。   精密零件焊接的激光焊的主要缺点是:设备昂贵,能量转化率低(5%~20%),对焊件接口加工、组装、定位要求均很高,目前主要用于电子工业和仪表工业中的微型器件的焊接,以及硅钢片、镀锌钢板等的焊接。
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2023-08
​精密零件加工设备具体组成都有哪些部分?
 精密零件加工设备是指成套的控制,可以实现电机开关控制的一种电气化自动柜。可以说这种设备有过载,短路,缺陷保护等功能,并且结构非常紧凑,工作的时候比较稳定,功能上比较齐全,甚至可以根据实际控制规模的大小进行组合,既可以实现单独的设备自动化控制也可以实现多个设备,通过工业以太网或者工业总线网,若组成集散的控制系统。之所以现在很多的电气化生产都是采用这样的设备,就是因为这种设备能够适应各种大小规模的工业化控制场合。 业内人士表示说,国内一些厂家生产出来的精密零件加工设备跟国外集团生产的设备,基本上能够保证功能一样,可完成设备自动化和过程的自动化,控制实现完美的网络功能。并且国内的仿制设备机器性能也相当稳定,并且能够实现拓展,抗干扰能力也特别强,可以说是现代我国工业生产的核心和灵魂。而且要知道国内一些厂家生产的仿制设备,根据国内生产需求进行设计,并且搭在了人机界面触摸屏,这样就能够更加轻松的进行操作。 可能有的人并不知道精密零件加工设备都有哪些具体组成往往知道这个设备产品在目前国内电气化生产工业当中比较常见,其实对于国内生产的该设备产品来说,主要组成有空气开关,这个空气开关是整个设备电源控制部分也是每个设备产品都必须配备的一个重要关键部分。另外再就是对于设备来说,大多数都自带有二十四伏的电源,但是否需要这个电源是要根据实际情况来制定的。另外一般的情况下,设备是可以直接将指令发回控制回路当中的,也有可能先精油继电器,然后再进行中转,要知道指令发出时,继电器动作让控制回路上的继电器常开或者常闭是需要根据实际情况来进行制定的,所以对于很多设备生产来说,客户应该与厂家进行确认,根据实际情况再生产设备产品。  
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2023-08
​影响CNC加工精密零件质量的因素
  如今,机械化、自动化已成为行业发展的主流。由各部分组成的机器设备在应用过程中,由于某些部分缺乏协调或配合,容易出现问题。原材料规格、性能、材料使用、机器振动、夹紧压力或松动、弹性变形工艺制度、工人操作、检测方法、检验人员失误等,都对加工产品的质量产生影响。当我们谈论工作原型的质量时,不难想到以下5个主要因素:   一.、操作员随着cnc机器功能变得越来越复杂,编程和操作人员的水平差异很大。将人类的高超技能与计算机信息技术相结合,可以最大限度地利用机器。为此,机器操作员必须熟悉设备性能。如果操作者对设备性能了解不够,可能会误操作,从而加速机器部件的磨损,甚至造成机器损坏。因此,这将需要大量的维修费用和较长的维护时间。cnc机床操作人员为使设备恢复原有精度,必须了解和掌握机床手册及其操作注意事项,做到文明生产、安全加工。要加强对加工生产全员的技能培训,合理安排初级和二级加工岗位,提高人员的质量意识和工作责任感。 二、.机器 一个完整的cnc加工系统由机床、工件、夹具和刀具组成。加工精度关系到整个工艺系统的精度。工艺系统的各种误差在不同情况下会以不同的形式体现为加工公差。cnc机器精度是影响原型零件质量的重要因素。当机器精度较差,某些零件损坏或各零件间隙调整不当时,cnc加工过程中样机就会出现各种缺陷。因此,我们不仅要选择合适的车削角度、合适的切削量和cnc加工方法,还要了解机床精度对cnc加工质量的影响。机器的维护直接影响样机的加工质量和生产效率。为了保证工作精度和延长其工作寿命,所有机器都必须妥善保养。通常机器运行500小时后,需要进行一级维护。 三、CNC加工方法 CNC加工方法有很多种,切削加工是其中最常见的一种。在切削过程中,工件受到力和热的变化,金属材料的物理机械性能也会略有硬化,因此刀具的选择起着重要的作用。一般情况下,制作刀具的材料应根据被加工工件的材料来选择。否则,工件表面会形成与刀具有关的刺,容易增加工件的粗糙度,同时降低表面质量。除刀具因素外,切削环境和切削加工条件,如切削量、切削润滑等也对加工质量有影响。在cnc加工过程中,加工系统是整个切削过程的总指挥。所有的cnc加工过程都是按照系统来执行的,所以加工系统的精度和刚性也是影响加工质量的主要因素之一。加工工艺安排有两个原则:加工分散:用多道工序制造复杂零件,分解成多台机器加工。加工集中:复合机功能,如cnc车铣复合、激光超声波振动加工、磨削、五轴联动等。所有工序均由一台机器完成。根据工件的结构分析,采用不同的加工方法也是影响加工质量的重要因素。 四、材料 机加工材料一般分为塑料和金属。每种材料都有自己的特点。在加工过程中根据工件的要求和应用选择合适的材料也很重要。材料的一致性要好,否则同一个零件的质量可能会有所不同。在材料硬度合适的情况下,尽量保证材料不变形。这些都是评估质量的重要先决条件。 五、检验 机器完成工件加工后,检验是交付给客户之前的最后一个关键步骤。机械加工的检验一般需要注意两个方面:1.检验程序——检验过程包括检验过程,以及相关的法规、制度、标准等。一般来说,检验过程就是检验在生产过程中的介入和介入方式,包括首检、自检、互检和专职检查。2.检验方法——指如何检验和检验标准。机加工件的检验一般以机械图纸为依据,通过检验仪器和量具对产品进行检验。传统机加工检测与更现代的机加工检测传统的机械加工检测仪器包括千分尺、百分表、游标卡、平面、直尺、水平仪以及各种塞规、环规等。较现代化的机械加工检测仪器有光学准直仪、投影仪、三维测量仪、经纬仪、激光检测仪等。合格的机械产品检验员必须掌握与单位产品有关的检验仪器和量具的知识。在cnc加工过程中,要控制加工质量,就必须了解和分析加工质量达不到要求的各种影响因素,同时采取有效的技术措施加以克服。随着现代生产水平的不断提高,对机加工产品质量的要求也越来越高。只有采取综合措施进行质量控制,才能最终达到提高设备使用寿命和提高设备使用寿命的目的,在加工过程中兼顾经济效益和节能。同时,要保证机械加工质量,才能促进机械加工行业的长期稳定发展。  
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2023-07
​精密零件加工有哪些测量方法?
     精密零件加工主要是加工一些精度非常高的零件。精密零件加工的精度将直接影响测量参数。那么精密零件加工精度的测量方法有哪些呢?      精密零件加工根据测量仪器的读数值是否直接代表被测尺寸的值,可分为绝对测量和相对测量。    绝对测量:读数值直接代表被测尺寸的大小,如用游标卡尺测量。    相对测量:读数值仅表示被测尺寸相对于标准量的偏差。如果用比较器测量轴的直径,应先用量块调整仪器的零位,然后再进行测量。测量值为侧轴直径与量块尺寸之差,为相对测量值。一般来说,相对测量精度较高,但测量比较麻烦。    精密零件加工根据被测面是否与测量仪的测量头接触,分为接触式测量和非接触式测量。    接触式测量:测量头与被接触面接触,有精确的测量力。比如用千分尺测量零件。    非接触式测量:测量头不与被测件表面接触,非接触式测量可以避免测量力对测量结果的影响。如采用投影法、光波干涉法等。    精密零件加工按测量参数是否直接测量可分为直接测量和间接测量。    直接测量:直接测量被测参数,得到被测尺寸。例如,使用卡尺和比较器进行测量。    间接测量:测量与被测尺寸相关的几何参数,通过计算得到被测尺寸。    显然,对于零件加工直接测量更直观,而间接测量更麻烦。一般当测量尺寸或直接测量不能满足精度要求时,就不得不采用间接测量。   
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2023-07
​钳工在精密零件加工中的技巧
 1前言钳工是利用工具来手工操作以完成机械加工的修理、装配作业的一种工种,其用途随着机械设备的发展而不断地扩大,对其零件加工的技术特别是精密零件加工工艺、技术的要求不断地提高,这既是一个发展的机遇,也是新兴技术与传统工艺的一种挑战。因此,本文采取列举的方式,结合现有的精密仪器、部件加工工艺,探讨钳工作业范围内的精密零件加工技巧,以便于能够从根本上缓解精密部件加工工艺、技术与设备仪器的各项需求之间的矛盾,推动机械化、智能化设备在工业生产、日常生活中的发展,提高社会的机械化、科技化水平,增强企业与国家的综合竞争力。 2钳工的概述钳工是一种对工艺要求极高、细致、复杂的工种,主要依靠手工操作来进行切削加工,而其因有适用面广、操作方便、加工工艺与方法灵活多样等特征而成为了机械设备制造、维修中不可或缺的、特殊的、替代性弱的加工工种;主要的作业范围包括了锉削、划线、锯切、钻销、研磨、螺纹加工的套丝、铰削、弯曲、刮削、矫正、铆接等,常用的设备及种类主要有台虎钳、台式钻床、钳工工作台、砂轮机、摇臂钻床、立式钻床等。虽然我国目前钳工的加工工艺与技术较为前卫,但是由于其生产效率低、劳动强度大、工人技术要求较高等因素而限制了其发展与推广,然而目前的测量工具与加工经验的集锦为钳工在制造业特别是精密仪器、部件的制造、维修领域带来了新的发展机会。 3钳工在精密零件中的加工技巧3.1精密零件中钳工加工技巧的现状与问题 (1)锯割尺寸精准度不高 在对精密零件进行锯割时,常常因为左手与右手之间的协调用力不均、尺寸控制的责任心不强、测量技术与把握能力较弱等因素造成了零件的锯割尺寸不精准(最大差距基本在3-4mm以上)、表面粗糙,不符合仪器、设备的精密要求。据锯割技能实训的相关数据来看,锯割尺寸存在上偏差的大约占了56%,存在下偏差的在23%左右,从总体上来看不符合精密零件标准的大约有21%以上。 (2)锯条折断或锯缝歪斜的问题 在对精密零件进行加工时,由于安装位置错误、锯条未正确安装、夹紧力不适宜、加工控制力与压力不合、锯弓平面扭曲、铅垂线与加工界面不符合等因素导致了零件加工中锯缝歪斜、锯口不平衡、锯条折断等问题的频繁出现。这就极大程度地影响了精密零件的制造效率和效益,增加了其制造与维修的成本,不利于精密仪器或者需要精密零件的设备的发展。 3.2钳工的精密零件加工技巧 (1)焊带的加工技巧 焊带作为设备的精密部件,其所需的材料规格较高,一般是厚0.2mm、宽25mm±0.05mm、长1300mm±0.5mm的发热紫铜T2Y,多采用龙门刨床、滚带刀为加工工具,其技巧除了需要事先制作两块平面度相似、平整度较高的压紧板,还需要将上下滚带刀安装在滚带机上下的两个主轴上,同时还需要调整两者之间的横纵向位置以确保配合间隙在0.005mm-0.01mm的范围内。使用这样的加工技巧,不仅能够充分满足设计图纸的需求,还能够提高部件的生产效率和质量,减少材料的损耗,节约生产成本。 (2)平衡螺钉的加工技巧 在种类繁多的精密零件加工中,平衡螺钉由于其开口槽较深、宽度较小、尺寸的公差较小等要求而导致了其加工工艺较难(容易出现划伤、外形尺寸超差),技术突破进程缓慢。从传统的加工工艺来看,结合现有的测量工具,可以在加工前进行模具的抛光与开口槽的润滑,同时还可以设计一种装夹胎具,在加工时让工件与胎具同时被加工(胎具与工件之间存在小间隙的配合),这样不仅提高了开口槽的刚性,减少了变形的几率,还能够达到所需部件的精准度的要求。 (3)电阻散热片的加工技巧 电阻散热片是精密零件中最常见的、实用性最强、适用范围最广的一种零件,其所采用的材料大多是厚度为0.8mm的5A06,一般是用专业的冲压模具进行冲压定型,是为了克服冲压定型过程中的尺寸精准度把握不够、装夹困难等阻碍,结合逐渐进步的材料技术,可以将加工材料换成CrWMn,将处理硬度调整到48-55HRC的范围内。这样不仅缩短了加工的周期,减少了材料的损毁及其成本,还能够提高产品的质量,改善表观质量,为小批量生产提供了新的思路。 (4)正弦规测量的引进 正弦规是杠杆表配合校验工作锥度或角度、量块与三角函数中正弦关系的一种精密量具,由两个精密圆柱和一个精密工作平面主体组成,在机床加工时能够对处于加工带角度的零件精密定位。在进行精密零件的加工时,将其放在正弦规的作业平板上,对面平靠正弦规档板上的工件进行定位,其最终所需尺寸为正弦规高度与被测工件尺寸之和。经过这样的测量,可以严格掌控精密零件的形位与尺寸的公差,能够精准定位误差的位置,同时可以便捷地得出工件的精准数据。 (5)精密零件的后期维护技巧 精密零件基本上是相关设备的关键性组成部分,对内在的使用质量与外在的美观都要求较高,这就需要在零件出炉后进行包装时采用独立密封包装的方式,同时还需要用汽油或者酒精进行擦拭(戴手套进行作业)和吹干,用棉花进行隔离。这样就能保障零部件不受汗液、空气等成分的侵蚀,保障其一直处于出厂状态,提高其使用的时间。 4结语钳工的作业是精密零件加工中的重要工序,是机械制造中历史最长的一种金属加工技术,主要分为机械设备维修、零部件制造和装配两大类。在精密零件的加工中,利用钳工工艺,虽然时常出现零件表面不平整、口槽变形、装配时零件的功能与尺寸规格和出厂时略有差距、锯割缝歪斜、锯条断裂等问题,但是利用此种工艺,可以达到机械设备制造的精密零件不能达到的配合度和使用寿命。结合现有的测量工具(如正弦规测量)与方法,从悠久的作业长河中摸索,可以采用模具抛光和润滑、设计装夹模具、引进新型加工材料、改善加工工艺的流程等方式进行技巧上的弥补,以便于提高零件的精准度,改善器件表观,减少零件制造维修的成本,增加其使用的时间,进而促进精密零件及相关精密设备的发展,推动社会科学进步的进程。
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2023-07
​如何做好μm级模具?先得有精密加工观念!
 去一家手机冲压模具工厂学习精密模具技术,使我感受最深的不是其高超的模具设计水平和精密的加工工艺,而是其精密的模具开发观念。 刚去第二天,组长就对我们说要给我们灌输精密的模具观念。什么是精密的模具观念?我有些不以为然,这里做的都是薄材产品,我以前也做过一些,怎么会没有精密的观念? 随着学习的慢慢深入,我才开始意识到自己的肤浅! 我们此行学习的第一站是高速模组立。要论模具精密程度,高速端子模在这里应该算是最精密的。冲压材料一般为0.08-0.2mm的不锈钢和铝材,冲裁间隙小到只有0.008mm,冲小孔的最小宽度0.25mm,冲头看上去给人一种弱不禁风的感觉。这么小的孔如何冲制?如此小的冲裁间隙如何保证模具的制造精度?如果不是亲眼所见实在难以想象。 翻开图面,了解模具结构,设计制造公差和其特殊的制造工艺,我们不难摸到这套模具的脉搏。  所有冲孔部分从上到下都是入块、冲头,刀口为钨钢材质。上模板、脱料板、下模板的入块孔、固定销孔JG研磨,滑动配合间隙c+0.005-0.010mm,非滑动配合c+0.003mm,加工精度+/-0.002mm;主体结构导向件为滚珠套配合精密导柱,冲小孔结构采用与上模分离的局部结构,用等高套锁在下模板上,弥补冲压设备的精度误差;局部结构的导向件为精密石墨自润滑形内导柱,脱料板和下模板的内导套灌胶,弥补导向部件的加工误差,提高导向精度,以保证模板在冲压过程中位置精度;尽可能小的冲压行程,可以让冲孔冲头的长度做到尽可能的短,适当的冲头补强可以改善冲头的强度。由此可以完全体现模具设计者趋向于高精密的设计理念,尽可能的保证模具的高品质、高要求。 现代化的加工设备,高精密的加工工艺,更是使得这些设计理念得到允分的发挥。模板热处理后经过深冷时效处理,消除内应力,预防模板变形,保证模板的加工稳定性,平面研磨保证模板平面度,平行度0.005mm,电火花加工精度控制在±0.002mm,慢走丝加工精度控制在±0.0015mm。 进行高精度加工,对于温度问题可千万不能忽视,因为温差可是精度的敌人。因为材料的热胀冷缩,钢材的直线膨胀为长度每米在温度变化1°C时会产生12μm的变化。这是全世界每个角落,每种机器都不变的事实。如果我们不在乎温度这个重要的议题,我们如何讨论精度?车间温度的控制非常重要,因为加工的工件精度与此有很大关系。精密加工的温度一般控制在恒定20℃,要求温度波动小于0.5℃/小时,空调系统全天保持恒定±1℃温差。 模具组立工程师的精细程度更是让我佩服。先仔细了解模具图面,熟悉产品信息,分析模具结构,理解设计意图;查收零件、倒角、抛光、刻字做记号一丝不苟;模板去毛刺,涂油防锈按部就班,装外导柱、导套要用专用定位工具,以保证其垂直度;模板实测厚度,四点测量相差0.005mm以内为合格;冲子、入块单配,合配要顺畅,修磨有度,判断标准明确;试模、调模时产品的自检要用投影仪,修模入块时精确到0.003mm;没有精密的观念,是不可能养成高素质,也不可能装好高精密的模具。 模具开发主要分为三个阶段:模具的设计;模具的加工;模具的组立、试模与修善。三者缺一不可。一套高精度的模具要有精密的设计,精密的加工,也要有精密的装配。  
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2023-07
​高精密加工,没有几台这样的机床怎么行呢!
  在精密模具与零部件的制造中,关键的精加工技术包括高速铣、五轴加工、电火花加工、慢走丝加工等,甚至还有激光纹理加工、金属3D打印增材制造。众所周知,瑞士制造是精密加工的代名词,而瑞士GF加工方案则几乎囊括了全部的这些精密加工技术。高精密加工,没有几台GF加工方案的精密机床怎么行呢!  01全新五轴激光纹理加工机床   +加快生产速度并需要减少人工干预+全新设计方式,数字化技术满足表面质量要求+提高制造敏捷性,一体双机为您提供更高灵活性+让您满足全新的市场要求,同时控制单件成本     02销量冠军!高效、精密、通用的五轴加工中心   +轻松拥有5轴加工技术,投资回报最快 +配置多样化,满足广泛的应用要求 +标配版性能优于平均性能(可靠性和生产力)      03拥有高效率、高动态性能、高精度的石墨加工解决方案   +搭载高精度的Step-Tec主轴和自动化系统配置 +全面满足对速度和表面质量的要求 +让生产企业快速抢占不断扩大的石墨加工的潜在市场      04可实现全自动化加工的精密数控慢走丝线切割机床   + IPG-DPS脉冲电源确保高速切割 + 满足任何复杂加工要求的专家系统 + 带废料管理系统,100%地自动生产 + 智能耗材,更高生产效率      05 AgieCharmilles FORMS350 微细、高效的精密数控电火化成型机床   +以特有的微电子技术打造的特有脉冲电源(ISPG) +更高生产力、更少电极,更完美细节 +热控制模块以确保持久的高精度 +适用于微型工件加工     
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2023-07
​轴电压产生原因及预防
由于磁通的不对称而在电机的两端产生交流电压。磁通的不对称大致有以下原因:1)由于定子铁芯局部磁阻较大,如定子铁芯的锈蚀等导致局部磁阻过大;2)由于定子与转子气隙不均匀造成磁通的不对称3)由于分数槽电机的电枢反应不均匀,引起转子磁通的不对称。 轴电压虽然不大,一般在1~30V(AC),但具有较大的能量,如果在电机两端通过地形成回路,则该电压源作用下将在转子的一端通过轴承到外壳或地再到另一端上产生非常大的轴电流。或者说,控制轴电压的根本目的在于预防大电流对轴承系统的损伤,轴电压本身对电机影响其实微乎其微。 预防轴电流损害的措施一种是切断回路法,另一种则是降低电压法,或是泄流法,通常采取的措施有:(1)增加接地碳刷(有刚性和柔性两种);(2)采用绝缘轴承套;(3)采用绝缘轴承法。   
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2023-07
​电机轴系统振动分析怎么做?
      最近一直在写关于振动分析的文章,前面写了一点关于振动分析的基本概念辨析。今天来点实用的。说说电机轴轴承振动分析该怎么做。      01    电机轴系统通常是一个双支撑单轴系统。单独就电机轴系统而言,这几乎是最简单的一类轴系统,也是所有轴系统振动分析的基础。其实际分析操作方法也是其他复杂轴系统振动分析的基础。     对电机轴系统做振动分析首先要选择合适的传感器。传感器有各种类型,我们对电机轴系统进行振动分析之初,需要知道应该分析的振动信号应该是位移信号、速度信号还是加速度信号。     02    在前面的文章中,讲述了应该如何选择的原则。但是选择的时候根据故障诊断与分析的目的,有时候也需要增加额外的信号。例如,对于中速电机,我们主要需要分析振动的速度信号。但是,从轴承的特征频率计算(参见相应资料)可以得知轴承的频段可能处于高频。而在轴承失效的初期,其特征振动幅值在整体振动中所占比例很小,因此仅仅从总值上看到的特征并不明显。此时如果纳入加速度信号,则轴承的特征会变得十分明显,有利于对发现早期特征。举这个例子的目的是为了说明振动分析信号选取虽然有一定的原则,但是也可以根据实际分析目的进行调整。       同样,确定了分析目的之后也需要对传感器采样频率进行确定。从采样定理我们知道,传感器采样频率高于被采样频率的2倍的时候,被采样的频率才可以被提取。具体到电机上,我们可以计算分析基本目的的特征频率,然后采用采样频率高于这个特征频率2倍以上的传感器。当然,如果采样频率可以更高对于采样有好处,但是也会带来一些噪声信号之类的干扰。    03    布置测点。也就是在电机轴系统合适的位置安置传感器。上一篇文章,我们讲述了对于一般的旋转轴系统振动分析测点位置的布置选择。条件允许的话,我们需要测量径向平面上相互垂直的两个点,同时再测量一个轴向位置。对于电机而言,需要对两端轴承进行相同的采样位置。在条件不允许的情况下,可以保留一个径向,一个轴向。如果还不行,那就采取径向一个点。其中的关联关系可以阅读上一篇文章。     事实上,选择好传感器,布置安装好之后就可以进行测量和信号采集。当然测量信号要经过相应的软、硬件通过数采设备传输上来。之后使用数据分析方法进行时域绘制,频域展开,瀑布图等等的绘制。这些都是数据采集和数据分析工作内容。如果分析师想自己编写分析程序,那么这其中的处理手法以及相应的知识就需要掌握了。Python,Matlab,R等语言的普及,使得进行这些分析在工具上变得并不困难。但是其中的信号处理技术等是工业工程师需要掌握和学习的。     当然更多的人是直接利于数据分析的结果进行解读和判别。   04    对于电机而言,主要的振动时域变化对于位移信号分析位移的峰峰值,对于速度信号分析有效值,对于加速度信号分析峰值。在时间轴上这些信号的变化,是否达到预警限值等是最初级的时域分析。     数据分析师可以对这些信号的时域特征做更深入的分析,看信号的各种时域特征进行诊断(大约十三个时域特征)。     现场中更常用的频域分析方法是对采集来的数据进行频域展开,观察故障的特征。     对于电机轴系统而言,主要有两大部分:与轴系相关的频率部分;与轴承相关的频率部分。(当然连接齿轮,连接风叶等等的本文先不讨论)     不难发现,与轴系相关的频率也就是在1、2、3、4倍频左右。与轴承相关的就在轴承特征频率附近。这就确定了分析频段的目标。     至于特征比对,特种资料上林林总总介绍了很多,也无非就是不对中、不平衡、地脚松动,轴承内圈、外圈、滚动体、保持架特征频率等等。再加上一些杂项,诸如:旋转剐蹭等。     这些特征非常容易查找,也好记。但是现场采集来的信号往往掺杂在一起,需要一定经验进行分离辨认。     经过分析辨认,可以对设备状态进行评估,对故障进行一定的判别。至此,振动分析大致的主要步骤完成。
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