磁悬浮磨削主轴热态特性

磁悬浮磨削主轴在散热条件差、系统温度过高时,会导致转子部件热膨胀,产生热应力或改变磁力轴承以及电动机的间隙,从而降低系统的可靠性.研究采用试验测量和有限元分析相结合的方法,在考虑传导和辐射的传热方式下,建立磁悬浮磨削主轴热态分析有限元模型,利用有限元软件ANSYS对磁悬浮磨削主轴进行温度场分析,得到主轴组件的温度场分布.利用HY-2988G红外热像仪测量磁悬浮磨削主轴的温度场分布.研究表明,提高冷却效率可有效控制磁悬浮磨削主轴的温升,另外尽可能将温度监测点的位置选择在电动机处.通过对试验和理论结果的对比分析,得出磁悬浮磨削主轴的热设计及结构设计对系统工作时温度分布有着重要影响,同时可为其温度的在线监测和控制提供理论依据.     

磁悬浮磨削主轴综合试验研究

磁悬浮磨削主轴在结构设计、模型研究,以及控制系统研究等方面存在着许多需要深入研究的问题,试验研究是验证控制算法、提高系统性能的重要方法与必要步骤.因此,以稳定悬浮的5自由度磁悬浮磨削主轴为研究对象,对其噪声场、温度场、磁场分布等进行试验研究,并详细分析实验结果,为后续工作的进一步研究提供了实验数据和理论支持.     

基于有限元的新型超声内圆磨削系统特性研究

基于有限元分析方法,对新型超声内圆磨削系统的振子、主轴部件等效模型进行整体特性分析研究,根据套筒长度、套筒壁厚对超声内圆磨削系统主轴振动模态的影响规律,提出了应用旋转式非接触电信号传输装置的新型超声振动内圆磨削系统的设计方法。使用激光多普勒测振仪对振子、主轴部件及超声内圆磨削系统样机进行了特性实验研究,验证了新型超声内圆磨削样机和理论设计方案的一致性。     

高速电主轴的工作模态试验分析

高速电主轴在工作状态下产生的振动对高精度加工影响较大,通过对最高转速为60000r/min的磨削型高速电主轴进行不同转速下的工作模态试验,并运用随机子空间法(SST)对其进行模态参数的识别,得到了电主轴工作状态下多个重要部位的频谱图,分析了多个重要测点的加速度,且与出厂理论值进行比较,以验证其是否符合高精度加工生产的要求和所采用试验方法的正确性,同时说明电主轴产生振动的主要原因,排除了试验用电主轴在共振区工作的可能性.     

旋转超声磨边机床设计与实验研究

为探究旋转超声磨边在瓷砖加工中的应用,使用ANSYS软件对旋转超声磨边机床的超声振子进行模态分析,发现谐振时工具头把纵向振动分解为纵向和径向振动.搭建了旋转超声磨边机床,包括旋转超声磨边主轴和四轴运动测试平台.并且使用机床研究了有无超声情况下主轴转速和进给速度对轴向磨削力的影响.结果表明:在瓷砖磨边过程中,低主轴转速下添加超声振动可减小轴向磨削力;不同进给速度下,旋转超声磨边的轴向磨削力比传统磨边小.     

基于ANSYS的成形磨齿机主轴振动特性研究

主轴是磨齿机的重要组成部分,主轴的振动特性对齿轮的磨削精度与生产效率有着很大的影响。以磨齿机的主轴系统为研究对象,建立有限元模型,并通过有限元软件 ANSYS对其进行模态分析,得出了主轴系统的固有频率和最大偏振量。分析了不同跨距和不同主轴材料弹性模量等条件下主轴的动态特性,通过对数据进行比较分析,总结出其内在规律,为降低主轴振动、提高齿轮磨削精度提供有意义的参考。     

响应面法在主轴模态可靠性分析中的应用

针对高速磨削用空气静压电主轴的动态可靠性能要求,依据模态理论分析了主轴的预应力模态特性,得到其前六阶固有频率值和振型;假设主轴关键几何尺寸、材料性能为随机输入变量且服从正态分布,采用以二次多项式表示极限方程的响应面法研究了主轴的模态可靠性;利用六西格玛概率分析模块对主轴模拟抽样10000次,得到其振动可靠度指标。结果表明,主轴低阶固有频率在共振安全域内,不会出现共振现象;弹性模量E和密度值ρ的分布对主轴低阶频率值影响最明显;抽样后得到主轴抗共振可靠度趋于100%,结构设计合理,可以满足加工需求。     

工程陶瓷超高速磨削过程的动力学特性分析

在设计转速为314 m/s的超高速磨削试验台上, 比较研究了氧化锆和氧化铝材料在不同磨削条件下的磨削过程,得到了如下主要研究结果:(1)不能单以振动强度大小判断磨削过程的稳定性和工件表面磨削质量的优劣,而需要结合陶瓷材料力学性能、材料去除机理、砂轮磨粒和接触刚度等因素综合考虑;(2)磨削过程可激发机床的高阶固有频率模态振动;该振动频率远高于主轴转动频率,且与主轴转频无明显的倍速关系;(3)在较低速度时,由于磨削粘性及电动机低速转矩特性原因,磨削过程可能不稳定,从而导致工件表面质量下降;随着砂轮线速度的增加,强迫振动占主导地位,但由于砂轮动平衡精度高,实际振幅小,磨削过程稳定,工件表面质量反而提高;当磨削速度进一步提高时,受机床结构刚度的限制,工件表面质量又呈下降趋势.     

高速铣削时刀夹联体振动特性影响后刀面磨损机理

通过对主轴-刀夹-刀具联体的振动特性及切削过程分析,研究高速铣削时后刀面机械振动磨损的机理.采用试验模态分析方法, 获得刀夹联体的振动特性参数.分析刀尖的振动轨迹曲线以及有效切削后角随时间的变化规律,找出振动特性参数与后刀面磨损的关系.进行刀夹联体的振动特性参数影响后刀面磨损的切削试验.试验结果证明:在高速铣削硬钢材料时,刀夹联体的模态阻尼比和固有频率的乘积值越大,动刚度越高,后刀面振动磨损程度就越轻.     

基于ANSYS的高速外圆磨床主轴动态特性研究

阐述了影响高速主轴抗振能力的两个关键指标固有振动特性和动力响应特性。以M1432B-II高速外圆磨床主轴为研究对象,采用ANSYS有限元软件对主轴进行模态分析,研究主轴的固有频率和振型,得到高速主轴的各阶频率和振型,指出了高速主轴远离抗振性的频率要求以及前支承对主轴动态特性影响最大,为高速外圆磨床主轴的优化设计提供了理论依据和指导。