基于静电感应的传动带振动测量研究

摘要

传动带作为一种柔性传动件，具有结构简单、传动平稳、无噪音、缓冲吸振等优点，被广泛地应用在机车发动机、风机、水泵等诸多工业领域。传动带在运动过程中会产生振动，其振动信号中蕴含了传动带运行状态的重要信息，也能够反映出传动带加工误差、装配误差、机械故障及外加随时变化的扭矩等缺陷故障。对传送带振动参数的测量及实时监测可以提高设备运行的可靠性，及时掌握设备运行故障的早期征兆。对于及时发现传送机构的结构设计缺陷、部件故障缺损具有重要意义。
　　本文主要针对基于静电感应的传动带振动测量方法进行研究。本课题的主要工作和创新性研究成果有如下几个方面:
　　1.依据静电感应原理，结合传动带振动测量要求以及静电信号的特点，使用电荷型静电传感器对振动位移进行测量。将电极感应到的电荷量转换成电压信号，再经过信号放大、滤波电路，进入信号采集系统。
　　2.设置了激光位移传感器与静电传感器的对比实验，将在同一时间相近测量点的静电信号与激光位移信号在时域上和频域上进行对比，结果证明静电信号与位移信号具有较高的相关性，并能在频域上指示传动带的振动频率以及各个频率上幅值的相对大小。通过实验验证了静电传感器的测量有效性。
　　3.第一次提出将频域分解法应用于传动带的振动分析中，同时还使用了工作形变分析法进行振动分析。实现了基于静电传感器的传动带振动频率、振型、工作形变的测量。根据振动测量分析实验的要求，设计了传动带振动测量实验装置。可改变传动带的长度、张紧力、纵向速度，并采集不同工况下传动带的静电信号对其进行分析处理。通过对比不同工况下传动带的振动频率、振型、工作形变，掌握了不同带长、张紧力、纵向速度对传动带振动的影响。
　　4.通过对比两种方法的分析结果，总结出这两种方法的特点，并找到两种方法测量结果的一致性和区别。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及研究目的和意义

1．2 振动测量分析的研究现状与发展趋势

1．2．1 接触式测振

1．2．2 非接触式测振

1．3 振动分析方法

1．4 静电检测技术的研究现状

1．4．1 静电的产生与静电感应

1．4．2 静电传感器的应用与研究

1．5 本论文的研究工作及创新点

第2章 静电传感器建模与设计

2．1．1 感应电荷理论分析

2．1．2 感应电荷仿真计算

2．2 电荷型静电传感器

2．2．1 电荷放大器

2．2．2 传感器设计

2．3 小结

3．1 频域分解法

3．2 工作形变分析法

3．3 小结

第4章 实验研究

4．1 振动测量实验装置设计

4．2 激光对比实验

4．3 静电信号分析

4．4 频域分解法结果分析

4．5 工作形变分析结果

4．6 两种分析方法对比

4．7 小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢