轮胎动平衡试验机在线测量技术研究与优化设计

发布时间：2017-09-18 03:25

  本文关键词：轮胎动平衡试验机在线测量技术研究与优化设计

  更多相关文章： 双面立式轮胎动平衡机 静偶分离 平面分离 振动结构 驱动结构 量标定

【摘要】：随着轮胎产业的蓬勃发展,国内市场对轮胎动平衡机的需求也日益增加,其测试性能的好坏在很大程度上决定了轮胎的质量。而作为轮胎动平衡检测设备核心的测试工位则是整套设备测试精度的关键所在。研究轮胎动平衡机的测量原理并针对性地进行优化设计,进而提高轮胎动平衡机的测量精度,有着重要意义。目前,国内对轮胎动平衡测量技术的研究多集中于信号处理及算法上,通过降噪及补偿的处理手段提高动平衡测量精度,而在生产实践中轮胎动平衡机所表现出的平面分离、静偶分离性能不佳及主轴长期使用下稳定性不理想的现状与测试工位的结构息息相关,难以通过算法及信号处理来弥补。故本文主要着眼于测试系统的结构,从轮胎动平衡机的振动系统和驱动系统入手在理论分析基础上进行结构优化设计,并进行了标定算法的研究,以此来提高轮胎动平衡机的测试精度及稳定性。本文以提高轮胎动平衡机测试精度及稳定性为目的,与生产实践相结合,在研究了传统立式轮胎动平衡机测量原理的基础上,对其进行了理论分析及优化设计。首先,本文构建了动平衡机的“轮辋——轮胎——测试主轴系”的力学模型,得到不平衡量的解算方法；随后进行轮胎动平衡试验机机械结构设计,对于传统硬支承式轮胎动平衡试验机,对其测试工位进行振动系统结构分析,建立振动模型,进行运动学分析,以此探讨该类型动平衡机平面分离与静偶分离性能不佳的主要原因,并针对此设计了一种新型的振动系统摆架结构,该振动结构实现了在测量环节将静偶不平衡量分开然后通过平面解算得到校正面的不平衡量,提高了动平衡机的静偶分离及平面分离精度,文中通过理论建模分析及ANSYS模态分析论证其可行性。动平衡机驱动系统作为测试工位结构另一关键所在,其性能也与动平衡机测量精度及稳定性息息相关。本文在分析传统动平衡机常采用的三种驱动方式基础上,主要针对应用最为广泛的皮带驱动型进行研究,并就皮带传动中所表现出的张紧力及横向振动对测试稳定性的影响提出了一种卸荷式皮带驱动结构,以实现高性能和低成本的有效统一。最后本文进行了动平衡检测标定算法的研究,提出的具有误差分类处理功能标定模型经试验验证能够很好的排除各类误差对标定精度的影响,提高最终轮胎动平衡检测精度。本文基于生产实践,针对实践中反映出的现状研究了轮胎动平衡机的测试技术并进行了优化设计,具有一定的理论研究意义与实践应用价值。
【关键词】：双面立式轮胎动平衡机 静偶分离 平面分离 振动结构 驱动结构 量标定
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH877
【目录】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-15
• 第1章 绪论15-23
• 1.1 课题研究背景与意义15-17
• 1.1.1 轮胎动平衡研究背景15-16
• 1.1.2 课题研究意义16-17
• 1.2 国内外动平衡设备的研究现状及发展趋势17-22
• 1.2.1 国内外动平衡理论技术的发展18-19
• 1.2.2 国内外动平衡检测设备的发展19-20
• 1.2.3 轮胎动平衡试验机的发展20-22
• 1.3 本论文研究的主要内容22-23
• 第2章 轮胎动平衡测量原理23-33
• 2.1 刚性转子不平衡的分类23-27
• 2.1.1 静不平衡25
• 2.1.2 准静不平衡25-26
• 2.1.3 偶不平衡26
• 2.1.4 动不平衡26-27
• 2.2 转子的两面动平衡原理27-28
• 2.3 轮胎动平衡测试方法28-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 轮胎动平衡机振动系统性能分析及改进设计33-55
• 3.1 动平衡试验机测试工位设计33-37
• 3.1.1 轮胎动平衡测量工艺介绍33-34
• 3.1.2 轮胎动平衡试验机测试工位结构设计34-37
• 3.2 轮胎动平衡试验机振动系统分析37-41
• 3.2.1 传统立式轮胎动平衡机运动微分方程38-39
• 3.2.2 平面分离及静偶分离性能分析39-41
• 3.3 新型轮胎动平衡机振动系统41-46
• 3.3.1 新型振动系统的结构设计41-43
• 3.3.2 新型轮胎动平衡机系统振动分析43-45
• 3.3.3 新型振动系统平面分离解算45-46
• 3.4 新型振动系统仿真分析46-53
• 3.4.1 有限元分析技术及ANSYS Workbench软件介绍46-48
• 3.4.2 前置处理48-50
• 3.4.3 振动系统的模态分析50-52
• 3.4.4 结果分析52-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第4章 主轴驱动系统研究设计55-69
• 4.1 轮胎动平衡机驱动系统55-60
• 4.1.1 皮带驱动型56-57
• 4.1.2 摩擦轮驱动型57-58
• 4.1.3 电主轴直驱型58-60
• 4.2 皮带驱动系统性能特性分析60-64
• 4.2.1 皮带张紧力的影响60-61
• 4.2.2 皮带横向振动干扰分析61-63
• 4.2.3 皮带最优松紧度选择63-64
• 4.3 卸荷式皮带驱动系统设计64-67
• 4.3.1 解决思路64-65
• 4.3.2 卸荷式皮带驱动系统结构65-67
• 4.3.3 性能特点67
• 4.4 本章小结67-69
• 第5章 基于误差分类处理的轮胎动平衡标定模型69-81
• 5.1 传统标定方法原理研究69-72
• 5.1.1 永久标定法69-70
• 5.1.2 影响系数标定法70-71
• 5.1.3 标定方法特点分析71-72
• 5.2 标定误差分析72-74
• 5.2.1 系统误差72-73
• 5.2.2 随机误差73
• 5.2.3 粗大误差73-74
• 5.3 具有误差分类处理功能的标定模型74-78
• 5.3.1 基于黑箱理论下的系统误差处理74
• 5.3.2 基于拉伊达准则的粗大误差处理74-76
• 5.3.3 基于最小二乘法的随机误差处理76-78
• 5.4 标定实验验证78-80
• 5.5 本章小结80-81
• 第6章 轮胎动平衡机测试性能试验81-85
• 6.1 实验方法及准备81-82
• 6.2 实验数据分析82-84
• 6.3 本章小结84-85
• 总结与展望85-87
• 参考文献87-93
• 攻读学位期间发表的学术论文93-95
• 致谢95-96
• 学位论文评阅及答辩情况表96

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本文编号：873120