滑动轴承疲劳试验机测控系统的研究

摘要

滑动轴承在内燃机主轴承、连杆大端及小端轴承中被广泛使用,其质量的好坏直接影响着发动机的性能,而轴承的质量则是评价轴承寿命的重要指标。本文针对行业传统轴瓦试验机测控系统采集参数单一,测量精度低及智能化水平不高等缺点,开发了集数据采集、处理、存储和控制为一体的高可靠性,稳定性和人机交互友好的滑动轴承疲劳试验机测控系统。
　　本文首先对滑动轴承疲劳试验机的变频调速运行结构、液压加载方式和多测量参数等进行综合分析,研究了测控系统硬件平台搭建的相关问题,选择合适的传感器和二次仪表,阐释了载荷、转速、温度和电流等参数的获取和处理方法,介绍了数据采集系统和变频调速系统的构成及软硬件的抗干扰措施。详细分析了动态载荷信号的处理与载荷的控制过程并建立了载荷控制系统核心元件比例溢流阀的数学模型。通过对传统遗传算法的改进,提出了一种基于自适应遗传算法 PID参数的自整定方法,借助 Visual C++开发了一套以该方法整定 PID参数的通用软件并整定出载荷控制系统的PID参数,利用MATLAB仿真出载荷控制系统的单位阶跃响应性能,结果表明,经过自适应遗传算法整定后的载荷控制系统具有更优的控制性能。其次,将整定后的PID参数应用到实际测控系统中,模拟出内燃机实际工况所承受的循环半波载荷波形,从而保证了试验数据的可靠性和真实性。本文也重点分析了测控系统软件的开发思路和模块化组建过程,介绍了各模块化界面的功能及所使用的关键技术,并通过调试与试验验证了所开发测控系统的可靠性、稳定性、精确性和智能性。
　　本文研究的滑动轴承疲劳试验机测控系统,不仅解决了传统轴瓦试验机多参数难以同时测量的问题,而且提高了测量的精度和智能化水平,为行业分析和研究滑动轴承材料制品的疲劳寿命、失效机理及结构设计提供了一个新的平台,具有重要的实际意义。

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第一章 绪 论

1.1 摩擦磨损疲劳试验机简介

1.2 摩擦磨损疲劳试验机的研究现状和发展趋势

1.3 摩擦磨损试验机测控系统分析

1.4 测控系统应用软件的设计

1.5 课题研究意义及主要内容

1.6 本章小结

第二章 试验机结构工作原理

2.1 主机结构工作原理

2.2 液压系统加载原理

2.3 电气控制系统原理

2.4 润滑系统原理

2.5 本章小结

第三章 试验机测控系统硬件平台设计

3.1 试验机测控系统总体设计

3.2 试验参数的获取及处理

3.3 二次仪表及采集卡选择

3.4 数据采集系统的设计

3.5 变频调速系统设计

3.6 试验数据的通讯

3.7 测控系统抗干扰措施

3.8 本章小结

第四章 动态载荷信号的处理及分析

4.1 动态载荷检测机构

4.2 动态载荷的采集与处理

4.3 动态载荷的控制

4.4 本章小结

第五章 试验机测控系统软件平台设计

5.1 测控系统软件总体设计

5.2 主要功能界面介绍

5.3 测控系统软件采用的关键技术

5.4 本章小结

第六章 试验调试与分析

6.1 试验设备及试验条件

6.2 试验调试方案

6.3 试验调试结果分析

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 课题总结

7.2 展望

参考文献

附录1

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况