加工中心和数控铣床产业化支撑技术研究

江苏多棱数控机床股份有限公司承担的课题，通过与东南大学、清华大学合作，开展了轴承的润滑与冷却技术、HSK高速刀柄应用技术、直线电机应用技术、大型构件的同步移动和高加速度驱动匹配技术、整机的动态特性研究、高速运动构件高刚性轻量化设计等多项关键技术研究，以TK42200型数控龙门铣镗床为基型，完成了整机的动态优化设计。     

直驱型高速立式加工中心设计与静动态特性分析

为实现数控机床高速度、高精度切削加工要求,通过对直线电机驱动单元研究、主体结构设计分析、功能部件测算选型等,设计了直线电机驱动立式加工中心总体方案。通过ANSYS Workbench对立式加工中心的整机进行基于有限元法的静动态特性分析,结果显示:整机主轴端面最大变形量小于0.01mm,最大应力为5.66MPa,因此整机具有良好的刚度和强度;避开前六阶各个模态频率,整机具有较好的抗振性能,能够实现高速精密加工设计要求。     

大振幅直线震荡电机的电磁力分析方法研究

大振幅直线震荡电机运行中的大气隙动态交变磁阻,使电磁关系大大复杂化,为方便直线电机的优化设计,提出了由简化到复杂渐近式直线电机简化、中间、最终三级模型的电磁力分析方法.通过与有限元数值计算法电磁力特性曲线比较,证明渐进式电磁力的分析结果比较理想,为解决单一模型优化设计不收敛问题提供了新的分析方法.     

数控磨床采用高性能直线电机进给的试验与研究

介绍了数控磨床采用高性能直线电机进给的试验与研究过程.重点分析了直线电机的应用情况及需要考虑的配套项目.根据直线电机在MK 1432/H-万能外圆磨床上的应用.验证了采用直线电机比采用传统的丝杆进给机构的性能指标和动态特性有了很大的改善.研究结果表明,数控万能螺纹磨床采用了高性能直线电机进给功能部件后,重复定位精度可达...     

数控机床直流直线电机结构设计及控制系统研究

为解决现有直线电机存在边端效应、推力波动大以及控制系统复杂等问题,设计出一种新的直流直线电机结构,并对该电机的数学模型和动态特性进行了较为深入的分析.针对单闭环系统受绕组电压、负载和动子质量的影响,易出现电流和速度波动等问题,设计了多环结构的控制系统,并引入前馈控制方法改善了系统动态跟踪特性.基于上述分析,利用MATLAB对系统进行了仿真研究,结果显示所设计的电机结构具有较好的可行性和可控性,且引入前馈控制的多环控制系统可有效抑制电流和速度的波动,使系统的动态跟踪特性得到显著提高.     

大功率直线感应电机的优化设计研究

针对北京地铁机场线进口直线电机车辆维修成本高、售后服务迟缓、购买备品备件困难等问题,开展了具有自主知识产权的大功率强迫风冷式直线感应电机轨道交通车辆的研究。就车辆电机研发过程从理论上推导了直线感应电机修正的T型等效电路,通过有限元分析电磁特性提出了一种新的电磁设计程序算法。在此基础上利用现代电机设计技术,采用电磁场和电路计算等手段,对大功率牵引直线电机的电磁参数和机械结构参数进行优化设计和计算。仿真与试验结果表明,自主研发的国产化直线感应电机具有良好的加减速性能,其力特性及电特性满足设计要求,提出的电磁设计程序和控制策略可行。安装了研制电机的直线电机轨道交通样车在各种工况下均能在试验线上可靠稳定运行。     

基于响应面法的立式加工中心动静态多目标优化

为了满足在保证加工中心初始动静态刚度的条件下达到整机轻量化的要求,提出基于质量和第一阶固有频率为目标函数的整机多目标优化设计方法.将有限元分析和模态试验相结合,测试和分析整机动态特性,确保有限元模型精度.通过中心复合设计的试验方法选取合适的结构有限元分析样本点,在ANSYS仿真软件中对样本点处的整机动静态特性进行计算和...     

圆筒型直线感应电机的遗传优化设计

为了更好地将遗传算法应用于圆筒型直线感应电机的优化设计中,分析了遗传算法的优点和局限性,针对其优化设计电机效果不显著的缺点,提出了将遗传算法与有限元法相结合来提高电机性能的方法.首先设计了4种初级槽形不同的电机,用有限元法对其进行了瞬态磁场分析,得出了电机在不同槽形下所产生的电磁推力.将产生电磁推力最大的槽形代替原电机槽形,用遗传算法对变换槽形后的圆筒型直线感应电机进行整体优化设计.结果表明:电机的各项性能有所提高,该优化设计方法效果比较理想.     

龙门起重机结构动态优化设计

鉴于当前起重机静态设计与分步计算法的局限性,提出基于ANSYS软件的龙门起重机结构动态优化设计。以龙门起重机整体结构为研究对象,以整机总重量为动态优化设计的目标,以强度、刚度和动位移等作为约束条件,通过灵敏度分析以及系统的瞬态动力学分析,建立龙门起重机整机结构动态优化的数学模型,应用有限元分析软件ANSYS中的APDL参数化分析技术对该龙门起重机进行动态优化设计。设计结果表明在满足约束条件下,可减轻整机结构的重量约9.57%,降低了制造成本。     

锚杆机加载试验台液压特性研究及其应用

对锚杆机加栽试验台液压回路进行了理论分析,在此基础上建立了液压回路动态加载试验的通用模型,通过动态特性研究全面认识了锚杆机液压回路各种参数的相互影响,同时得到矿方现场验证;实现首例锚杆机整机加载试验验收,并进一步为理论研究与工程应用提供参考.