一种主轴动不平衡检测计算方法及系统

摘要

一种主轴动不平衡检测计算方法，属于高速主轴在线动平衡技术领域。包括以下步骤：采集轴套变形信号及主轴转动相位信号；通过信号的幅频转换，提取主轴转速同频信号，并确定采集信号的相位角θ；获得两加速度传感器所在位置的同一相位的轴套最大变形量y₂、y₆；确定动不平衡位置D(l_D，y_D)，l_D为轴向位置，y_D为最大变形量；计算主轴动不平衡所产生的离心力F_D的矢量方向θ和位置l_D。本发明适合一体式轴套下各种主轴运行工况，实现主轴动不平衡的计算。本发明用于主轴动不平衡在线调整系统，可实现高速主轴动平衡状态的监控、分析、调整，结构紧凑，可适应高速旋转状态，而且损耗低、效率高。检测计算精确。

主权项

一种主轴动不平衡检测计算方法，其特征在于：包括以下步骤：①采集传感器信号：所述主轴置于轴套中，加速度传感器为两个，测量由于主轴动不平衡作用在轴套上引起轴套变形的加速度模拟信号；同时采集相位传感器信号，所述相位传感器设置在对应主轴中心标记线处，检测识别主轴转动相位标记；②信号的幅频转换：通过采集卡对采集到的加速度模拟信号转换成时域信号，将时域信号转换为频域信号；将相位传感器信号转换成时域信号；③提取主轴转速同频信号，并确定采集信号的相位角：根据主轴转速特征，在获得的加速度信号频域特性时得到与主轴转速同频率的加速度信号及幅值，并根据加速度信号和相位信号的时间对应关系，得到该频率下轴套最大变形时主轴旋转的角度即为采集信号的相位角θ；④获得主轴套变形量：根据第③步所述幅值建立周期函数，对该函数进行二次积分，分别得到两加速度传感器所在位置的同一相位的轴套最大变形量y₂、y₆；⑤确定动不平衡位置：由已知的轴套固定端变形为零和第④步骤中轴套最大变形量y₂、y₆的位置，根据该四点位置拟合一光滑曲线f(x)，该曲线二次可导，设f(x)”＝0，则x＝l_D，计算f(l_D)＝y_D，l_D为轴向位置，y_D为最大变形量，得到曲线最大幅值点D；⑥计算主轴动不平衡所产生的离心力：根据轴套的弹性模量k、主轴轴套的最大变形量y_D，根据胡克定律，f＝ky,计算得到轴套获得的该变形所承受的作用力F_D；该作用力即为主轴动不平衡所产生离心力的等效力，该作用力所处位置及与主轴相对应的相位关系即为主轴动不平衡所产生离心力F_D的矢量方向θ和位置l_D。