基于振动测试的印刷机动态特性研究

论文摘要

振动反映出印刷机高速运行条件下的动态特性,振动过大是制约机器速度提高、影响印刷精度和出现机器故障的最主要原因。本文利用振动测试的手段,从工程测试的角度对印刷机进行动态分析和研究,提取出反映结构运动状态的敏感振动特征。通过模态分析方法,研究机械结构的固有振动特性。研究结果为印刷机进行结构动态特性修改以及振动故障诊断提供参数依据,具有一定的理论和实用价值。本课题主要内容如下：(1)利用B＆K振动与噪声测量系统,完成了单张纸胶印机递纸系统的振动与噪声测试。对测试信号进行频域和时域相关分析,确定了机器振动和噪声过大的原因并提出了具体的改进措施；(2)从大量测试数据中提取与机器运动状态相关性较大的振动信号。再进一步分析,总结出印刷机齿轮机构、凸轮机构和印刷滚筒的典型机构及部件振动特征,并分析了振动产生的原因;(3)利用ANSYS有限元模态分析方法和试验模态分析方法对印刷机输纸机构实验台进行了模态分析,获取了结构的模态频率和模态振型,确定了系统振动的薄弱环节;(4)建立了印刷机振动测试数据库,利用MATLAB程序中的GUI模块开发了振动测试数据分析平台,实现了对大量测试数据的批处理,从而缩短了数据处理的时间,提高了测试工作效率。该测试数据分析平台,已在对某骨干印刷机制造企业生产的印刷机的振动测试过程中使用,系统运行稳定可靠。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 印刷机械发展现状及存在问题
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题研究的可行性
• 1.4 论文的主要内容
• 第二章 印刷机纸张传递系统振动测试
• 2.1 振动测量传感器
• 2.1.1 压电式加速度传感器
• 2.1.2 激光式速度传感器
• 2.1.3 涡流式位移传感器
• 2.2 振动数据采集系统
• 2.2.1 数据采集系统的基本组成
• 2.2.2 数据采集系统的主要性能指标
• 2.3 测试方案的制定和测试系统的选择
• 2.3.1 测试方案的制定
• 2.3.2 测试系统的选择
• 2.3.3 测试系统的定度和校准
• 2.4 工程测试实例
• 2.4.1 测试对象
• 2.4.2 测试方案
• 2.4.3 振动测试及噪声源分析
• 2.4.4 测试结论
• 2.5 本章小节
• 第三章 印刷机典型机构及部件的振动特征分析
• 3.1 齿轮机构
• 3.1.1 齿轮振动特征
• 3.1.2 齿轮故障的特征频谱
• 3.2 凸轮机构
• 3.2.1 凸轮机构的振动特征
• 3.2.2 凸轮机构故障振动原因
• 3.3 印刷滚筒
• 3.3.1 滚筒振动测量
• 3.3.2 离合压状态对滚筒振动的影响
• 3.3.3 印刷速度对滚筒振动的影响
• 3.4 本章小节
• 第四章 印刷机纸张传递系统的模态分析
• 4.1 模态分析的理论基础
• 4.1.1 模态分析的基本概念
• 4.1.2 多自由度模态分析理论
• 4.2 模态分析方法概述
• 4.2.1 有限元模态分析方法
• 4.2.2 试验模态分析方法
• 4.3 基于ANSYS有限元模态分析
• 4.3.1 传纸系统实验台原理及结构
• 4.3.2 ANSYS有限元软件简介
• 4.3.3 ANSYS有限元模态分析过程
• 4.4 基于DASP测试系统的试验模态分析
• 4.4.1 DASP测试系统简介
• 4.4.2 试验模态分析过程
• 4.4.3 试验模态参数和振型
• 4.4.4 系统模态参数分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于MATLAB的印刷机振动测试数据分析平台设计
• 5.1 分析平台的结构框架
• 5.1.1 分析平台的总体设计
• 5.1.2 基于GUI的分析平台框架的实现
• 5.2 分析平台功能的实现
• 5.2.1 数据导入
• 5.2.2 时域分析
• 5.2.3 频域分析
• 5.2.4 阶次分析
• 5.2.5 比较分析
• 5.2.6 测点描述
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 本文主要研究成果
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献