MHK-500环块摩擦磨损试验机智能测试系统的研制

摘要

MHK-500环块摩擦磨损试验机是根据国际标准的梯姆肯试验机制造的,是一种重要的标准摩擦磨损试验机.但由于该试验机采用杠杆系统及刻度标尺来对加载载荷及摩擦力进行测量,存在人为干扰,且试验不能连续进行等问题.随着计算机技术的发展,摩擦学测试技术已向能反映整个试验过程的动态变化的在线测试技术方向迈进.因此,传统的MHK-500摩擦磨损试验机己难以满足现代测试要求,对其进行智能化改造,使之焕发新的生机己成为迫切的需求. 本文所研究的MHK-500环块摩擦磨损试验机智能测试系统,将计算机技术、自动化技术以及测试技术与摩擦磨损试验机有机地结合起来,实现了试验过程的智能化连续测试. 文章首先在分析了环块试验机结构和性能的基础上对原有试验系统的载荷和摩擦力测量机构进行了改造.阐述了试验信息的获取、传输、处理以及系统的抗干扰技术.研究了用变频器控制交流异步电动机运转的相关问题,选择了合适的调速方法.并详细介绍了系统软件部分的功能、所采用的技术以及系统的性能. 系统将原有的秤盘加载和砝码测量摩擦力结构改为弹簧串接力传感器进行加载以及利用力传感器直接进行摩擦力的测量,实现了摩擦系数的连续测试.并借助Visual Basic6.0编制的测试软件以及相应的接口电路和硬件设备实现了对摩擦力、摩擦系数、载荷、线速度以及温度信号的实时采集、分析处理、输出显示以及试验过程的自动调速和加载,可方便地对摩擦磨损试验进程做出实时、量化的评估和测试.最后对改造后的试验机及智能测试系统进行了多组试验和检测,结果表明其各项精度和重复性方面均达到甚至超过原机的技术指标.

目录

文摘

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致谢

第一章绪论

1.1摩擦学及摩擦学试验

1.1.1摩擦学概念

1.1.2摩擦学试验研究的意义

1.1.3摩擦磨损试验分类

1.2摩擦磨损试验机及摩擦学测试技术

1.2.1摩擦磨损试验机概述

1.2.2摩擦学测试技术的研究现状及发展

1.3本课题研究的主要内容

第二章载荷及摩擦力测量装置的设计

2.1原有试验机载荷及摩擦力测量装置

2.2传感器测力

2.2.1传感器的选型

2.2.2应变片式电阻应变传感器。

2.3加载及测量装置的设计

2.3.1加载力测量

2.3.2摩擦力测量

第三章摩擦磨损试验机测试系统总体设计

3.1测试技术

3.1.1测试技术概述

3.1.2现代测试技术的发展方向

3.2 MHK-500型摩擦磨损试验机测试技术总体设计

3.3参数信息的转换和传输

3.3.1 RS485串行通讯介绍

3.3.2基于RS485的串口通信协议

3.4测控系统的抗干扰设计

3.4.1硬件抗干扰技术

3.4.2软件抗干扰技术

第四章利用变频器实现对试验机转速的控制

4.1变频器控制技术在摩擦学测试中的应用

4.2异步电动机基本工作原理和控制

4.2.1异步电动机基本工作原理

4.2.2异步电动机的变频调速

4.3变频器对试验机转速的控制

4.3.1传统的v/f控制方法

4.3.2矢量控制原理

4.3.3无速度传感器矢量控制

4.3.4基于SLVC的计算机控制系统

4.4在VB6.0中实现变频器转速控制

4.4.1 MSComm控件

4.4.2速度谱的实现

第五章测试系统的软件设计

5.1测试系统软件概述

5.2系统软件的总体框架

5.2.1软件界面

5.2.2各界面的功能介绍

5.2.3其他功能和界面

5.3测试系统软件中采用的几项技术

5.3.1多线程技术

5.3.2实现定时触发的精确定时

5.3.3数据库

5.3.4利用VB绘制动态图形

第六章实验验证

6.1试验设备和试验条件

6.1.1试验设备参数

6.1.2试验条件

6.2试验方案

6.2.1重现性试验

6.2.2可比性试验

6.3误差分析

6.3.1误差分析基本理论

6.3.2摩擦系数误差分析

6.4试验结果分析

第七章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献