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用于汽车发动机曲轴的全自动动平衡修正系统的研究
| 论文题名： | 用于汽车发动机曲轴的全自动动平衡修正系统的研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;曲轴动平衡;全自动修正系统;PLC控制;遗传算法 |
| 摘要： | 近年来我国汽车工业迅猛发展，每年的汽车产销量以两位数的增长率增长。到2011年，中国汽车的产销量达到了1840万台。汽车发动机是汽车的心脏，其性能的优劣决定了汽车的品质。曲轴是发动机中必不可少的高速旋转部件，由于设计、材质分布不均以及制造加工尺寸偏差等原因，曲轴的质心与旋转中心往往不一致。这样曲轴在高速运转时就会产生噪音和振动，引起发动机部件损坏，降低其使用寿命，最终影响整车的性能。因此必须对曲轴进行动平衡。另外，汽车发动机性能向高转速和高参数方向发展，也对曲轴的动平衡精度等级提出了更高的要求。 目前国内传统的曲轴动平衡一般采用手工方式，这种方式无论在效率上还是在精度稳定性上，都无法满足行业要求，因而需要一种自动化水平高、加工效率高且处理精度稳定的全自动曲轴平衡修正系统，以提升产品质量、增加企业效益。国外虽然已有全自动的曲轴动平衡修正系统，但由于其高昂的价格，加上对被加工曲轴的要求较高，因此不能满足我国汽车行业中曲轴动平衡的需要。 考虑上述情形，论文借鉴了国内外研究经验，以课题组在转子全自动动平衡修正方面的工作为基础，结合工程实际，研发了用于曲轴的全自动平衡修正系统并制作了实验样机。样机的运行情况表明，工作节拍及平衡精度都已达到设计要求。论文主要完成以下工作: 1)对系统的整体架构进行了分析，从机械与驱动和测量与控制两方面归纳了系统必须考虑的问题; 2)根据曲轴形状的特殊性，设计并完成了适合曲轴平衡测量和去重加工的机械结构。同时，对其中关键部件的刚度和强度进行了有限元分析计算; 3)确定了基于PLC的控制系统，采用触摸屏作为人机界面，分析了系统需要实现的功能，划分了软件功能模块; 4)编制了人机对话界面，增强了整个系统在操作上的便利性; 5)对曲轴平衡修正过程中的关键技术进行了研究，其中包括自动对刀、自动定位以及一种基于遗传算法的多平面影响系数平衡方法等; 6)完成了整个系统的调试和运行。 |
| 作者： | 程涛涛 |
| 专业： | 化工过程机械 |
| 导师： | 曾胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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