微米级自动扫描磨粒形态分析仪运动系统的设计及制造

　　1概述

　　技术的进步和工业的发展，使机械系统的规模越来越大，一旦发生故障就会引起惊人的经济损失。这种情况在航空器件工作中表现的更加明显.为防止意外，传统的做法是缩短检修周期，这会因停工造成相当损失，多次装拆对设备的性能也有不良影响。为此故障诊断和视情维修就引起了广泛的重视。从润滑油中提取磨屑，分析其成分、含量、形态和尺寸分布的铁谱技术是故障诊断主要手段之一。其工作原理是利用磁场强度的不同，沉积并分离润滑油中的磨粒。然后根据大磨粒与小磨粒的比(直读式铁谱仪)，判断传动系统是否发生严重磨损，所给出的指标.往往不能满足准确判断的需要。或对磨粒的形态及分布进行观察和分析(分析式铁谱仪)，以确定是否发生失效，这种方式受操作者经验的影响较大。同时铁谱仪对非铁磁性的磨粒如铜合金、不锈钢、铝合金等磨屑，就无法沉积和分离。我校最新研制的真空沉积式旋转制谱仪，既可沉积并分离铁磁磨粒，也可沉积非铁磁磨粒，与之配套的自动扫描磨粒形态分析仪(以厂称磨粒分析仪)综合了直读式铁谱仪和分析式铁谱仪的特点，实现磨粒统计、分析的自动化.本文介绍自动扫描磨粒形态分析仪运动系统的设计、关键技术的解决途径及制造过程中的关键工艺问题的研究结果。

　　2磨粒分析仪运动系统的工作原理及设计要求

　　2.1磨粒分析仪运动系统的工作原理

　　图l为自动扫描磨粒形态分析仪运动系统工作原理图.图中1为刻有中心线的谱片，其中心部分为铁磁性大磨粒，次中心区为铁磁性小磨粒，它外面环绕的区是非铁磁性大磨粒，最外层区为非铁磁性小磨粒.图巾2为显微镜，磨粒在显微镜中成像后，经CCD(电荷祸合器)变成数值信号，送人计算机进行分析处理.运动系统是为保证准确有序的完成所有的磨粒图像采集而设计，其工作过程如下;首先启动Z方向的步进电机MZ，在较小的放大倍数下，调节显微镜的焦距，使谱片清晰可见;然后手动Y方向的调节齿轮M4，使显微镜的中心线和谱片上X方向的中心线重合;再启动X方向的调节步进电机MI，使显微镜的中心和谱片的中心重合.选择显微镜适当的放大倍数，进行磨粒图像采集.必要时可对焦距和中心位置进行微调.谱片中心磨粒图像采集后，启动X方向的步进电机MI，使显微镜中心偏离谱片中心;，在新的位置继续图像采集，然后起动旋转步进电机M3，使谱片转动，沿圆周方向完成图像采集。

　　U设计指标

　　X方向位移范围:+1众劝m，最小进给量0.1m。

　　Y方向位移范围:+

　　Z方向位移范围:15rr切氏最小位移进给量0.1m-