多功能轴承摩擦试验测试控制系统设计文献综述
2020-04-15 09:42:22
最新研究的进展表明:即使是最简单的摩擦学过程,从概念到理论水平方面均体现出非常大的复杂性。可见摩擦磨损试验在摩擦研究过程中至关重要,摩擦学试验设备的开发始终受到各国摩擦学工作者的重视。滑动轴承作为常用机械零件,由于它能满足高载荷,具有长寿命、转动灵活、少维护、结构紧凑、易于装拆等特点,已广泛地用于矿山、冶金、电力、交通、航天和纺织等各类机械设备中 。在一般的机械设计中往往忽略或粗略估计滚动轴承的摩擦力,由于大多数滚动轴承的摩擦系数相对较小,且目前的设计手册中没有列出滚动轴承的摩擦系数,而滑动轴承的摩擦系数一般较大,就不能忽略。测定滑动轴承的摩擦系数对滑动轴承的选用与工程设计具有十分重要的意义。目前使用滑动摩擦试验机在试验中可施加的正压力小,主要用于滑动轴承磨损对比试验,存在不能准确测量滑动轴承的摩擦系数等缺点。因此研制高精度、宽调速的重载滑动摩擦试验机就显得十分必要。
摩擦试验的目的是为了对摩擦磨损现象及其本质进行研究,正确地评价各种因素对摩擦磨损性能的影响,从而确定符合使用要求的摩擦副元件的最优参数。摩擦磨损试验研究的内容非常广泛,如探讨摩擦、磨损和润滑机理以及影响摩擦、磨损的诸因素,对新的耐磨、减磨及摩擦材料和润滑剂进行评定等。 轴承摩擦试验是轴承设计、制作过程中针对质量的一个验证过程,其测控系统的优劣很大程度上决定了轴承试验机的性能。
目前,虚拟仪器技术已经成为基于计算机的自动化控制技术主要发展方向。LabVIEW 软件在数据采集及处理方面更具优势。在试验机的控制方面也有很多成功案例。所以将Lab VIEW引入试验机测控系统是比较实用的。
在近几年中,用Labview显示处理传感器收集到的数据是很常见的。洛阳轴研科技股份有限公司的杨丹峰将Labview编程语言引入轴承试验机测控系统的设计,实现了轴承温度、振动、系统压力、加载载荷等试验数据的实时采集、处理、分析、记录及保存,并对试验机主轴转速、加载载荷、润滑温度等参数进行精确控制,使轴承试验机按照指定的状态运行,同时具有互锁、报警、急停等一系列保护功能[1]。中国航发湖南动力机械研究所的何宇为实现控制功能,控制软件采用模块化结构设计。Lab VIEW 程序框图以事件机结构为基础,分类编写数据通讯、自动控制,手动控制、报警保护等分支,由用户操作触发。事件机设计模式将事件驱动状态机的状态结构和 Event 结构的功能合并到一个模式中,可保证用户操作逐一执行,不遗漏不重复[2]。在大连理工大学的艾麟的《基于LabVIEW的风电变桨、偏航轴承试验机测控系统研制》文章中,他比较了基于Labview软件实现PC机与PLC通信的三种典型方法,确定了利用Labview软件中串口通讯专用函数Visa。该种方法的优点在于Visa串口专用函数模块功能完善,无需引入其他编程语言,无需安装控件,利用自身子函数如VIsa配置串口、Visa写入、Visa读取、Visa串口属性节点、Visa关闭等可实现串口相关功能的全部需求,编程简单,灵活性较高,可视性好。缺点在于当需要完成大量数据通信的任务时,响应码的破译工作相对精细复杂[9]。
鉴于国内外研究现状,本设计将采用Labview作为上位机软件,串口通讯为函数Visa。吸收前人的经验,力求整个系统结构简单,功能齐全。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}
主要研究内容及目标如下
(1) 对多功能重载轴承摩擦试验测控系统大致方案对比分析;
(2) 采用51单片机采集传感器数据并上传到上位机;
(3) 应用Labview软件显示并比较数据;