机床导轨爬行现象的产生机理研究

机床导轨爬行严重影响机床的加工精度、表面粗糙度和定位精度,是精密机床及重型机床必须解决的问题.本文针对一类具有代表性的机床导轨系统模型,利用数值积分方法揭示系统的非线性动力学现象,讨论了机床导轨爬行现象的产生机理.通过分析可知,在系统模型传输带速度减小的过程中,系统的静平衡状态失稳,出现纯滑动和粘滞-滑动形式的导轨爬行现象.     

机床滑动导轨耐磨涂层工艺的研究

传统的滑动导轨因其静、动摩擦系数差大,很难解决"爬行"现象,难以满足高精度的加工要求,文章通过对各种滑动导轨性质的分析,提出了对机床滑动导轨耐磨涂层的研究,给出了机床滑动导轨耐磨涂层的性质和工艺方法.     

应用于立式车铣复合加工中心的具有线性导轨的箱框式龙门框架结构

应用于立式车铣复合加工中心的具有线性导轨的箱框式龙门框架结构,导轨分为高导轨与低导轨,空间布局更为合理。采用线性导轨,横梁与导轨通过线轨滑块连接,解决了以往龙门框架导轨不稳定、驱动偏载、易爬行等诸多问题,使机床的几何精度更容易保证,大大提高了机床的可靠性。     

基于恒定重载的卸荷导轨副设计与应用

针对现阶段国产大型数字化机床在使用过程中存在的运动及爬行问题,提出了一种基于恒定重载的卸荷导轨副的设计方法.介绍了该导轨副的结构原理、结构设计及其在重型加工中心上的应用,从简约、实用的角度阐述其在解决大型设备运动中产生振动、爬行问题的优越性.采用测量碟簧变形量和旋动调整套两种方法对卸荷导轨副所承受的载荷进行了计算,并对额定静载荷进行了校核,确定了轴承的选型.文中所设计的卸荷导轨副能够满足在恒定重载条件下使用.效果:运行平稳、安装方便、节约成本,且有效保持机床运动精度.     

相似理论在机床运动平稳性分析中的应用与研究

摩擦自激振动微分方程因其非线性不能求解，故文中提出运用模型试验和相似理论分析机床的低速运动平稳性，导出了表征导轨爬行现象的相似准则关系曲线，并通过实例对其进行了验证和推广。     

机床爬行的仿真研究及控制措施

通过理论分析和数字仿真说明机床爬行的机理和原因，并针对各种原因全面介绍了国内外相应的防止方法和具体措施。     

基于激光表面微织构抑制导轨爬行的研究

机床滑动导轨出现的爬行现象降低加工精度并缩短使用寿命,为此,文章提出导轨表面进行激光微织构,以期抑制爬行。利用激光微织构技术在45#钢盘试样端面分别加工规则及有序排列的微凹坑和微凸起,与HT200销试样配副,以普通试样配副为对比,在Rtec多功能摩擦磨损试验机上分别进行导轨爬行及变润滑油油量的导轨爬行模拟试验。研究结果表明:微凹坑试样和微凸起试样配副的临界爬行速度较普通试样配副降低了58%和94%,最大静、动摩擦系数之差降低了45%和51%。实验表明:激光微织构具有抑制爬行作用,对提高机床精度具有重要意义。     

提高机床导轨耐磨性能的方法及应用

本文分析了机床导轨磨损和拉伤的机理，提出了提高普通机床导轨耐方法和改造前后的测试结果。     

国外SKC—3环氧涂层塑料使用概况

机床导轨的耐磨性和抗擦伤能力是影响机床精度的关键因素之一。为满足飞速发展的高精度大型机床生产的需要,近几年来,国外已研究和开始使用了低摩擦系数、高耐磨性、无爬行和高强度的环氧涂层塑料,解决了在直线滑动导轨和回转滑动导轨中所碰到的许多难题,尤其是解决了机床的爬行问题。目前,西德瓦德里希(科堡)厂(Waldrich Coburg)、瓦德里希(济根)厂     

某型导轨铣床进给系统爬行速度的估算

介绍了某大型导轨铣床传动系统等效刚度和临界爬行速度的计算方法,为机床的设计提供了依据。     

基于 Lennard-Jones 势的界面摩擦黏滑行为动力学研究

目的研究界面摩擦过程中,原子间的相互作用关系及规律。方法基于Lennard-Jones(L-J)势理论,建立界面摩擦黏滑行为的非线弹性振子模型,并以α-Fe晶体为例进行仿真分析。结果在假设条件下,质块振动主振频率约为16 Hz;运动端宏观速度v=1×10-3m/s是主振幅值增大的临界值;刚度系数k和阻尼系数c分别在1.0~100 N/m,1.0×10-4~1.0×10-1N/(m/s)范围内变化时,粘滑频率和主振频率分别随二者的增大而提高;摩擦界面真实接触面积S在1.0×10-18~1.0×10-14m2内变化时,增大摩擦界面间的法向压力将导致黏滑强度增大。仿真计算表明:摩擦界面单个原子受到的激励力与原子间作用势及晶格常数有关,质块的黏滑行为与激励力、相对滑动速度、质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数及真实接触面积等内外因素有关。结论相对滑动速度或真实接触面积增大时,黏滑强度增强;质块质量、系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑强度减弱。系统刚度系数、系统阻尼系数增大时,黏滑频率增大;质块质量增大时,黏滑频率减小;相对滑动速度、真实接触面积对黏滑频率的影响不显著。     

螺杆式连续油管水力振荡器轴向力及其影响因素分析

随着长水平段油气井的增多，外径小、柔性大的连续油管在井下越来越易发生螺旋屈曲锁死以至无法继续下入。连续油管水力振荡器能够有效降摩减阻，延迟螺旋屈曲锁死，增加连续油管的下入深度，因而得到广泛应用。根据螺杆式连续油管水力振荡器工作过程中的运动和受力分析，得出其轴向力计算公式。采用灰色关联度法分析各影响因素对连续油管水力振荡器轴向力的影响程度，得出流量、流体密度以及转子偏心距对其轴向力影响最大。实例计算表明：连续油管水力振荡器最大轴向力随流量、流体密度以及转子偏心距的增加而变大；连续油管水力振荡器轴向力变化频率与流体密度无关，随流量增加而变大，随转子偏心距增加而减小。     

气缸低速运动摩擦力模型的研究

对气缸摩擦力进行了全面和深入的分析，通过仿真模拟和实验拟合，提出了符合气缸低速运动摩擦特性的模型——指数函数模型。结果表明，采用该摩擦力模型，气缸运动的仿真模型精度更高，能够更好地描述气缸低速运动过程，对于气缸优化设计和气缸正常使用具有参考价值。     

刚度和阻尼比对机床爬行影响的计算机数值模拟

建立了研究机床爬行机理的物理模型，根据模型所描述的动力学系统建立了系统的状态方程，并进行了系统的刚度（水平方向、垂直方向）、阻尼比对爬行评价指标影响的计算机数值模拟。结果表明：增大水平方向的刚度、减小阻尼比以及适当地提高垂直方向的刚度三者均可以明显地减小机床爬行。     

单晶Cu表面黏-滑效应的分子动力学模拟

运用分子动力学方法模拟了Cu单晶在微摩擦过程中的黏-滑效应．模拟结果表明：在原子尺度,摩擦表面的原子排列较规则,摩擦力曲线为大小锯齿的周期变化．这种黏-滑效应可以解释为位错机制,即摩擦表面间位错的产生与消失的过程．大小锯齿的峰值受载荷、滑动速度、接触面两侧的晶格常数及晶格位向差等多个因素的影响．载荷越大,针尖滑动时移动的原子数量越多,接触面两侧的原子排列越不规则,则小锯齿的峰值越小,并随着载荷的增大而逐渐消失．摩擦力曲线中的小锯齿峰值与滑动速度呈线性关系．不同材料的接触面和不同滑动方向的黏-滑现象并不相同．摩擦力曲线的变化周期取决于滑动过程中基体沿滑动方向的晶格常数．     

机床进给爬行时的运动模型与振动方程

本文讨论了机床进给系统中因运动部件移动速度较低，因而产生爬行现象的自激振动机理。并通过对进给系统建立运动模型、导出振动方程从而对爬行现象进行了理论分析。     

Response of Materials During Sliding on Various Surface Textures

In the present investigation, soft materials, such as Al-4Mg alloy, high-purity Al and pure Mg pins were slid against hard steel plates of various surface textures to study the response of materials during sliding. The experiments were conducted using an inclined pin-on-plate sliding apparatus under both dry and lubricated conditions in an ambient environment. Two kinds of frictional response, namely steady-state and stick-slip, were observed during sliding. In general, the response was dependent on material pair, normal load, lubrication, and surface texture of the harder material. More specifically, for the case of Al-4Mg alloy, the stick-slip response was absent under both dry and lubricated conditions. For Al, stick-slip was observed only under lubricated conditions. For the case of Mg, the stick-slip response was seen under both dry and lubricated conditions. Further, it was observed that the amplitude of stick-slip motion primarily depends on the plowing component of friction. The plowing component of friction was the highest for the surfaces that promoted plane strain conditions and was the lowest for the surfaces that promoted plane stress conditions near the surface.     

Grasping devices and methods in automated production processes

In automated production processes grasping devices and methods play a crucial role in the handling of many parts, components and products. This keynote paper starts with a classification of grasping phases, describes how different principles are adopted at different scales in different applications and continues explaining different releasing strategies and principles. Then the paper classifies the numerous sensors used to monitor the effectiveness of grasping (part presence, exchanged force, stick-slip transitions, etc.). Later the grasping and releasing problems in different fields (from mechanical assembly to disassembly, from aerospace to food industry, from textile to logistics) are discussed. Finally, the most recent research is reviewed in order to introduce the new trends in grasping. They provide an outlook on the future of both grippers and robotic hands in automated production processes.     

带有摩擦前馈补偿的伺服控制器设计的研究

为了克服系统摩擦给系统带来的稳态误差和低速爬行问题，利用控制策略来补偿摩擦非线性对系统运动的负面影响是降低摩擦非线性负面影响的有效且节俭的途径。首先对交流伺服驱动的工作台进给系统进行了摩擦力测量实验，根据实验数据，建立了用于摩擦补偿控制的简化Stribeek摩擦力模型：由于XY工作台进给传动机构中存在的伺服滞后和摩擦是降低工作台位置跟踪精度两个主要因素，所以一个完整的前馈补偿方案应该包括两个部分：摩擦前馈补偿器和命令前馈补偿器。分别对命令前馈控制器和摩擦前馈补偿控制器进行了理论设计，借助于现有的GT-400运动控制器的功能，添加摩擦力补偿模块提升了工作台的跟踪精度，并和没有前馈补偿的传统控制器进行了对比研究，实验结果表明带有命令前馈和摩擦前馈的控制方案能取得更好的控制性能。