数控机床双丝杠驱动直线进给系统静动态特性分析

双丝杠驱动进给系统在高速、高精和重载的机床上的应用日益广泛,其静动态特性的好坏对机床性能的影响十分突出。以数控机床双丝杠驱动直线进给系统为研究对象,用有限元法对其静、动态特性进行分析,并与单丝杠驱动直线进给系统进行对比。分析和对比结果表明:相对于单丝杠进给系统,在丝杠截面积相同情况下双丝杠进给系统静态刚度提高(34~37)%,沿丝杠轴向振动的振型下的固有频率提高21.2%,绕工作台法向的扭转振型下的固有频率高出34.1%,轴向薄弱环节下的共振频率亦高出21%。     

应用有限单元法的机床进给系统轴扭特性分析

基于有限元法建立了考虑轴扭耦合的机床进给系统动力学方程,分析了工作台位置变化对其动态性能的影响.结果 表明:第1、3阶固有频率为丝杠和工作台的轴向振动模态,第2阶为丝杠扭转振动模态.随着工作台位置变化,第1阶固有频率呈现先减后增的变化,最大值出现在丝杠端部,变化率达50.58％;第3阶固有频率为先增后减的变化规律,其中最大值出现在丝杠中部,变化率为10.3％;试验结果与计算结果相吻合;第2阶固有频率受工作台位置变化影响不大,验证试验结果与仿真结果相一致,证明这里的进给系统动力学模型具有较高的精度.     

基于盘式电机直线振动筛设计及动态特性研究

为了克服直线振动筛能耗高、效率低的问题,提出一种盘式电机直线振动筛,该振动筛选用盘式电机和激振轴组成激振器,在一定条件下两个惯性激振器实现等速同步运转。为预测盘式电机直线振动筛动态响应与承载能力,基于RecurDyn动力学软件建立动力学仿真模型,运用有限元柔性体技术(MFBD)对关键部件柔性化形成振动筛刚柔耦合模型,通过动力学仿真分析振动筛振幅、加速度、运动轨迹、筛箱模态振型及动态应力分布。研究结果表明:在激振力作用下稳态振幅、加速度、运动轨迹等动态性能指标满足设计要求。模态分析计算筛箱固有频率及振型,确定模型的振动形式,动应力响应反映筛箱侧板电机安装位置为易疲劳区域,其Mises应力高于附近区域,分析结果为盘式电机直线振动筛的设计提供了理论依据。     

基于结合部刚度特性的滚珠丝杠进给系统动态特性分析

滚珠丝杠进给系统的动态特性对数控机床的定位精度、加工性能和振动等特性具有重要影响。针对滚珠丝杠进给系统理论建模中结合部刚度难以确定的问题,以自行设计制造的滚珠丝杠进给系统为研究对象,基于吉村允效法计算进给系统固定结合部的刚度;根据滚珠丝杠副、滚动导轨副和轴承结合部的共同特点,提出基于Hertz接触理论的进给系统滚动结合部刚度计算方法,建立进给系统的有限元模型。在此基础之上,对进给系统进行理论和试验模态分析,通过模态振型和固有频率的对比验证了有限元模型和滚动结合部刚度计算方法的正确性。根据所建立的有限元模型,着重分析工作台的质量和位置、滚珠丝杠副的刚度、滚动导轨副的刚度和轴承的刚度等参数对进给系统动态特性的影响。所提出的方法为机床滚动结合部刚度的识别提供了参考,研究结论为滚珠丝杠进给系统的改进设计和动态性能优化提供了依据。     

加工工件质量及安装位置对滚珠丝杠进给系统动态特性的影响

滚珠丝杠进给系统是数控机床的关键部件,其动态特性与运动精度紧密相关,对数控机床加工精度有重要影响。滚珠丝杠进给系统的动态特性具有明显的时变特征,为探究工件质量及放置位置对滚珠丝杠进给系统动态特性的影响规律,基于集中质量法构建了滚珠丝杠进给系统动力学模型,并利用有限元方法验证了模型精确度。基于所构建的动力学模型开展了工件质量及放置位置对滚珠丝杠进给系统动态特性的影响规律分析,构建了其响应面,结果显示,随着工件质量的增加,滚珠丝杠进给系统固有频率降低;工件位置离工作台重心越近,对系统固有频率影响越小。结果可用于实际加工过程中,指导工件的在工作台面的放置位置选择。     

高精数控机床永磁直线进给工作台的力学性能分析

高精数控机床永磁直线进给系统的力学特性严重影响机床性能,为研究直线进给系统的力学性能,将永磁直线同步电动机动子与工作台作为一体化结构,利用有限元法对在直线电动机法向电磁力作用下的进给工作台分别进行静力学和动力学分析,并对样机进行了振动测量。结果表明:永磁直线同步电机动子与工作台作为一体结构的变形比电机动子单一结构的变形大,固有频率也有所降低,更易产生共振。精密机床的直线进给系统作为机电一体化结构,应将电机和机械结构作为整体进行分析研究才有实际意义。     

铣磨机主轴的有限元分析

利用ANSYS软件建立铣磨机主轴的三维实体仿真模型,采用COMBIN14单元模拟铣磨机主轴轴承的弹性支撑,进行相应的静动态特性分析,求解了主轴系统模态分析前6阶固有频率和振型,并计算出主轴的临界转速,得到谐响应分析中主轴在一定激振力下在不同位置处随频率变化的响应曲线,最后分析研究了轴承预紧力对主轴刚度的影响规律。结果表明所研究的铣磨机高速砂轮主轴能够满足设计要求。     

某风扇振动破坏的有限元模态分析及试验验证

针对某海洋平台天然气往复压缩机组中高压电机外风扇破裂问题,对风扇进行有限元振动模态分析,计算其固有频率和振型,同时通过试验模态测试验证了计算结果。模态结果表明,试验模态测试与有限元计算结果吻合良好;风扇1阶固有频率与转速3倍频接近,3阶固有频率与6倍频接近,容易引起低阶共振,且表现为弯曲和扭转的复合振动模态,是导致风扇破裂的主要原因。谐响应结果表明,风扇应力集中区域与风扇出现裂纹位置一致。     

PCB数控钻床直线电机进给工作台的力学性能分析

PCB数控钻床直线电机进给工作台的力学特性是影响加工精度的主要因素之一,对机床的精度和效率有直接的影响。基于此,将直线电机和工作台作为一体化结构,利用有限元法对直线电机进给工作台进行静力学和动力学分析。得出工作台的最大变形量位置及影响加工精度的因素。根据分析结果,为工作台结构进一步的改进提供了依据。     

智能精密平面磨床动力学建模

为探讨平面磨床的动平台上安装有微定位工作台的新型机床磨削过程的特性 ,着重研究了磨头 砂轮 微定位工作台组成系统的动力学行为。运用模态综合理论和拉格朗日方程建立了磨削过程在模态坐标下动力学模型 ,并利用状态空间方法得到了磨床在模态坐标下振动响应的数值计算公式。由振型叠加原理 ,得到了具有微定位工作台补偿装置的新型平面磨床在物理坐标下的响应。在此基础上 ,分析了磨床系统的动态特性。