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一种多功能激光对中仪的设计和实验

作者：马喜来 Publish: 2005-9-23 Hits:-

【中文题名】

一种多功能激光对中仪的设计和实验

【英文题名】

【学科专业】

控制理论与控制工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2005-9-23

【中关键词】

激光对中仪,同轴度,直线度,平面度,平面倾角,

【英关键词】

Shaft laser alignment,Axes straightness,Straightness,Flatness,Inclination measurement,

【分类导航】

工业技术>机械、仪表工业>仪器、仪表>光学仪器>物理光学仪器>激光仪器

【论文摘要】

机械轴对中是动力机械装配工作中十分重要的一步,它是减少机器损坏,防止和排除突发故障及减少维修时间必不可少的重要环节。据美国TEXAS 州Monsanto 化工公司的有关报道称,在所有的振动事故中,有60%是由机械轴不对中引起的。激光对中仪的主要功能便是解决动力机械安装和检修调配中的机械轴对中问题。本文设计了一种双光束双探测器激光对中仪的结构,讨论了其的进行轴系对中检测的多种测量方法,测量方式多样,能在各种条件下进行对中测量,并且具备解决软地脚效应和温度效应的方法。基于此激光对中仪的结构特点,拓展了它的测量功能,讨论了用其进行轴系校准、直线度、平面度和平面倾角测量的原理和方法。为了验证设计的正确性,制作了简易的激光对中仪装置,分别对各种测量功能进行实际的测量,使用数字示波器将采集到的数据输入计算机,用所编制的相应的数据处理Mathematica 和C 程序计算出测量结果。通过对测量结果的分析,讨论了各种测量的误差以及造成误差的原因,且对测量结果的分析也表明了设计的正确性。

【论文题纲】

摘要	4-5
ABSTRACT	5-10
第1章绪论	10-17
1.1 引言	10-12
1.2 国内外动态	12-15
1.3 课题的主要内容和意义	15-17
第2章总体方案设计	17-20
2.1 激光对中仪的结构设计	17
2.2 测量方法的设计	17-18
2.3 其它测量功能的设计	18-19
2.3.1 机组轴心校准测量	18
2.3.2 直线度测量	18
2.3.3 平面度测量	18-19
2.3.4 平面倾角测量	19
2.4 实验方案设计	19-20
第3章激光对中仪的结构组成	20-35
3.1 位置敏感探测器PSD	20-28
3.1.1 PSD 工作原理	20-23
3.1.2 PSD 的性能参数	23-24
3.1.3 PSD 信号处理电路	24-26
3.1.4 测试条件对PSD 精度的影响	26-28
3.2 激光发射器	28
3.3 倾角计	28-34
3.3.1 ADXL311 工作原理	29
3.3.2 ADXL311 电路设计	29-30
3.3.3 ADXL311 的定标	30-31
3.3.4 用ADXL311 测量倾角	31-32
3.3.5 用 ADXL311 测量360°范围倾角	32-33
3.3.6 倾角测量的误差分析	33-34
3.4 小结	34-35
第4章轴对中的测量原理及试验	35-51
4.1 轴对中测量原理	35-43
4.1.1 主动轴与从动轴的位置关系	36
4.1.2 四点测量原理	36-37
4.1.3 两点测量原理	37-38
4.1.4 任意点测量原理	38-40
4.1.5 实验数据及误差分析	40-43
4.2 偏差和调整量计算	43-45
4.2.1 调整量的计算	44-45
4.2.2 偏差的计算	45
4.2.3 实验数据	45
4.3 温度补偿	45-48
4.3.1 温度补偿的原理	46
4.3.2 温度补偿量的计算	46-48
4.4 软地脚检测	48-50
4.4.1 软地脚检测的原理	48-49
4.4.2 误差的分析	49
4.4.3 软地脚检测实验	49-50
4.5 小结	50-51
第5章其他测量功能的原理及试验	51-70
5.1 轴系校准	51-55
5.1.1 轴系校准的测量原理	51-54
5.1.2 模拟测量与影响测量误差的因素	54-55
5.2 直线度测量	55-59
5.2.1 直线度误差测量原理	55-56
5.2.2 直线度误差的评定	56
5.2.3 最小包容区域评定原理	56-57
5.2.4 直线度误差的计算机算法	57-58
5.2.5 算法验证	58
5.2.6 实测数据	58-59
5.2.7 误差分析	59
5.3 平面度测量	59-64
5.3.1 平面度测量原理	59-60
5.3.2 平面度误差的评定	60-61
5.3.3 平面度误差的计算机算法	61
5.3.4 算法中用到的公式	61-63
5.3.5 实测结果	63
5.3.6 误差分析	63-64
5.4 水平倾角测量	64-69
5.4.1 平面倾斜的表述	64-65
5.4.2 平面倾斜的测量原理	65-67
5.4.3 误差分析	67-68
5.4.4 实测数据	68-69
5.5 小结	69-70
第6章结论	70-72
6.1 主要工作回顾	70
6.2 工作展望	70-72
致谢	72-73
参考文献	73-75
个人简历	75-76
附图	76

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.340725



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