10典型测试系统设计实例2010

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第十章测试技术—— 典型测试系统设计实例(4)

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内容1.

2.3. 4.

5.6.

塔式起重机结构强度测试 无心磨削的工件棱圆度精密检测 高速机车轴温测试系统 润滑油膜厚度检测 缝纫机噪声源测试分析 旋转机械故障监测诊断网络化系统

重点：掌握一些具体的测试技术，对一个测试系统的设计有一个基本的概念，学会分析方法与设计思路

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测试系统的设计涉及明确测试任务 制定测试方案 选择传感器 设计后续测试系统 测试系统效能分析

回顾测试系统的组成

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1、塔式起重机结构强度测试 测试对象

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1、塔式起重机结构强度测试 测试任务对新设计的某型号塔式起重机样机进 行强度检测

测试目的通过测试来验证理论计算，为产品 的进一步改进提供依据 对样机提出评价意见，作为新产品 鉴定的依据

测试参考根据原始设计资料，选择在应力应 变最大处粘贴应变片进行测量 根据两种不同破坏情况，按照 JJ30-85《塔式起重机结构试验方法》 测试静态、动态应力应变

强度检测 正、切应力测量 判断最大应力是否大于许用应力

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1、塔式起重机结构强度测试 测试方案问题最终归结于测量最危险截面的静态与动态应力应变 测量方法：应变片+电桥静态应力测试系统框图 动态应力测试系统框图

静态测量时由于有多个测点，通常配用预调平衡箱，利用外 加电阻对电桥调平衡，以便于与应变仪连接 动态测量由于测点少不需要配用预调平衡箱，直接调应变仪 即可，使用光线示波器作为动态应变记录装置

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1、塔式起重机结构强度测试 测试方案测点布置：测点位置和测点方向是影响结构强度试验是 否可靠的两个 重要因素 测点方向：找出最大应变方向 测点位置： 断面正应力布点：采用角点法，在角点处沿棱线方向布 置应变片 平面应力布点：一般应用应变花测量主应力

测量型材断面正应力布点 平面应力测量应变花布点

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1、塔式起重机结构强度测试 测试方案

测量系统共布置了20个测点

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1、塔式起重机结构强度测试 测试条件 假设条件：载荷不包括吊钩重量，载荷误差应小于1%;各工况皆是处于空钩离地状态时进行仪器调零；测试数据均为吊重引起的应力， 不应包括自重和风阻应力

环境条件：测试温度10~25℃,湿度50%~70%,风力1级 测试工况：测试中选取了五种不同起重重量、三种变幅幅度、两种方位角进行组合变化，分别测试各种工况下最大应力 Q起重量 R幅度——吊点到塔机回转中心的距离 α起重臂与塔身之间的方位角

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1、塔式起重机结构强度

测试 测试步骤

检查和调整试验样机 粘贴应变片并干燥、密封、检查绝缘 接好应变测试系统，调试仪器，合理选择灵敏度，消除不正常现象 取空载状态作为初始状态，将应变仪调零 按照测试工况，分别测试各种情况下的最大应力工况序号 1 2 R距离 10m 10m Q吊重 29.4kN 29.4kN

α0º 45º

测试点 1~20 1~20

备注 额定载荷 额定载荷

34 5 6 7 8

10m10m 18m 18m 18m 18m

36.75kN36.75kN 17.15kN 17.15kN 21.4kN 21.4kN

0º45º 0º 45º 0º 45º

1~201~20 1~20 1~20 1~20 1~20

超载25%超载25% 额定载荷 额定载荷 超载25% 超载25%

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1、塔式起重机结构强度测试 数据处理与结果分析静态：相同试验条件下多次测量取平均值 动态：用光线示波器记录下动态应变曲线 单向应力状态的应力计算 i E i max E max

E i

K max

其中：E为结构材料的弹性模量，均取E=0.2×106MPa; σ δ 为测得的应力和应变平面应力状态应力计算 1 2E ( 1 2 ) 2 1 E ( 2 1 ) 2 1

式中μ 为构件材料的泊松比μ =0.3

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1、塔式起重机结构强度测试 数据处理与结果分析

计算最大应力 与设计比较 与国标比较 结论

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2、无心磨削的工件棱圆度精密检测 测试对象砂轮

工件导轮

托架

三棱圆：

加工自动定位——3点定位由导轮的摩擦力带动工件旋转，同时由导 轮的摩擦力和砂轮的切削力使工件稳定地 支撑在托架上进行自动定心，从而实现砂 轮对工件外圆的连续加工——等直径加工

问题：造成工件外圆形状为棱圆的问题，一般为低次的3、5、7次奇数棱圆和高次的 12、14、16次偶数棱圆(常见为三棱圆)传动轴无心复合磨削

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2、无心磨削的工件棱圆度精密检测 测试任务棱圆的棱数和棱圆度检测 测量精度达到微米级 实现量化分析和评估

测试方案直接测量外圆外径 等分棱圆角度，测量出相应的直径数值 经数据处理获得棱圆的棱数和圆度误差 ——直径测量是无法反映棱圆形状(棱圆的各个方向直径在加工 过程中是被保证)

直接测量棱圆半径 使用位移传感器测量棱圆各个方向的外圆表面到圆心的距离

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2、无心磨削的工件棱圆度精密检测 测试方案——直接测量棱圆半径 …… 此处隐藏：320字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……