脈沖量的計算

UAC375AE103? 3BHB006621R0103脈沖量的控制多用于步進(jìn)電機、伺服電機的角度控制、距離控制、位置控制等。以下是以步進(jìn)電機為例來說明各控制方式。

1、 步進(jìn)電機的角度控制。首先要明確步進(jìn)電機的細(xì)分?jǐn)?shù)，然后確定步進(jìn)電機轉(zhuǎn)一圈所需要的總脈沖數(shù)。計算“角度百分比=設(shè)定角度/360°（即一圈）”“角度動作脈沖數(shù)=一圈總脈沖數(shù)*角度百分比?！?/p>

公式為：角度動作脈沖數(shù)=一圈總脈沖數(shù)*（設(shè)定角度/360°）。

2、 UAC375AE103? 3BHB006621R0103步進(jìn)電機的距離控制。首先明確步進(jìn)電機轉(zhuǎn)一圈所需要的總脈沖數(shù)。然后確定步進(jìn)電機滾輪直徑，計算滾輪周長。計算每一脈沖運行距離。最后計算設(shè)定距離所要運行的脈沖數(shù)。

公式為：設(shè)定距離脈沖數(shù)=設(shè)定距離/［（滾輪直徑*3.14）/一圈總脈沖數(shù)］

3、 步進(jìn)電機的位置控制就是角度控制與距離控制的綜合。

4、伺服電機的動作與步進(jìn)電機的一樣，但要考慮伺服電機的內(nèi)部電子齒輪比與伺服電機的減速比。

以振動值作為評定機器振動狀態(tài)，是制造廠出廠檢驗的依據(jù)，這種評定標(biāo)準(zhǔn)往往是比較苛刻的。對于設(shè)備的使用單位，根據(jù)長期使用的經(jīng)驗，即使在超出此類標(biāo)準(zhǔn)的情況下，仍然被監(jiān)視使用，往往采用以振動值的變化作為依據(jù)的相對評定標(biāo)準(zhǔn)。

二、振動監(jiān)測理論

UAC375AE103? 3BHB006621R0103機械振動是指物體在平衡點附近往復(fù)周期變化的運動。機械設(shè)備的振動是設(shè)備結(jié)構(gòu)對動態(tài)交變載荷作用的一種響應(yīng)形式。振動具有普遍性，所有承受變化載荷的機械設(shè)備都存在振動現(xiàn)象。彈性結(jié)構(gòu)在各種內(nèi)外部載荷作用下產(chǎn)生彈性形變，并以固體聲形式在結(jié)構(gòu)中傳播，到達(dá)設(shè)備表面而產(chǎn)生振動。圖3給出了齒輪減速器的振源、傳播途徑和振動及聲輻射示意圖。機械設(shè)備的振動響應(yīng)特征既取決于輸入激勵，也受到傳遞途經(jīng)的影響。不同類型的載荷激勵，不同的傳遞途徑，導(dǎo)致振動響應(yīng)信號的特征不同。當(dāng)零部件發(fā)生故障時，激勵發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)振動狀態(tài)也將發(fā)生相應(yīng)變化。UAC375AE103? 3BHB006621R0103通過監(jiān)測結(jié)構(gòu)振動，可以實現(xiàn)健康狀態(tài)評估與診斷。

圖3 齒輪傳動系統(tǒng)振動原理

一)齒輪減速機振動

1.齒輪振動產(chǎn)生機理

嚙合齒輪副在工作中受到外部和內(nèi)部激勵作用，外部激勵主要是驅(qū)動軸的輸入轉(zhuǎn)矩和輸出軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化等。內(nèi)部激勵包括齒輪嚙合過程的變剛度激勵、傳遞誤差激勵和嚙合沖擊激勵等。

（1）變剛度激勵

一般情況下嚙合齒輪副的重合度不是整數(shù)，輪齒嚙合過程中同時參與嚙合的齒對數(shù)隨著嚙合過程的進(jìn)行不斷變化，因而輪齒的綜合嚙合剛度也是周期變化的。圖4所示為一對嚙合齒，輪齒在A點開始嚙合，主動輪輪齒的齒根首先進(jìn)入嚙合，彈性變形較?。粡膭虞嗇嘄X的齒頂處首先進(jìn)入嚙合，彈性變形較大。到D點主動輪輪齒和從動輪輪齒完成一次嚙合過程，嚙合過程中主動輪輪齒彈性變形δp逐漸增大，從動輪輪齒彈性變形δg逐漸減小，彈性變形規(guī)律如圖4所示，單對齒的綜合變形 sδ=δp+δg。單對輪齒的綜合剛度ks等于各單對齒綜合剛度的疊加（如圖4c所示）圖4d和圖4e分別示出直齒輪和斜齒輪的綜合剛度變化特征，直齒輪在嚙合過程中交替出現(xiàn)單齒嚙合和雙齒嚙合情況，使得輪齒綜合嚙合剛度出現(xiàn)周期性階躍變化。斜齒輪嚙合過程由輪齒一端開始，逐漸擴展到整個齒面，然后從另一端退出，綜合剛度不存在階躍突變。

圖4 齒輪嚙合的綜合剛度變化特征

（2）傳遞誤差激勵

由于齒輪加工和安裝存在誤差，使嚙合齒廓偏離理想齒廓位置，稱為傳遞誤差。傳遞誤差造成嚙合過程中輪齒間的周期性運動沖擊，當(dāng)主動輪勻速轉(zhuǎn)動時，從動輪不再是勻速轉(zhuǎn)動，而是出現(xiàn)轉(zhuǎn)速波動，包括長周期波動成分和短周期波動成分。長周期波動主要由于齒輪的幾何偏心造成的，其頻率與軸的轉(zhuǎn)動頻率相同，影響齒輪的運動精度，如圖5a所示。短周期波動則主要由基節(jié)偏差和齒形偏差造成，如圖5b所示。

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