轴向磁悬浮轴承支承特性理论分析和实验

磁悬浮轴承广泛用于高速旋转机械,磁悬浮轴承的支承特性对研究该系统的动力学问题具有重要影响。提出了准确地测量轴向磁悬浮轴承支承参数的通用方法,为磁悬浮轴承转子系统动力学仿真分析、优化设计提供了可靠的建模依据。以一轴向磁悬浮轴承为例,首先在理论上计算了力-电流系数和力-位移系数,然后采用载荷法进行实验测定,实验结果略小于理论计算结果,因为实际系统存在漏磁,所以这是合理的。实验测定磁悬浮轴承刚度阻尼的方法主要是利用外部激振力对系统的激振和测试得到的系统响应之间的关系来识别,采用力锤脉冲激振法,从轴向磁悬浮轴承稳定悬浮下的频响函数中,测出系统的刚度约为4.55×106N/m,阻尼约为748N.s/m。     

锦瑞煤业8102回风顺槽切顶卸压沿空留巷应用研究

依据8102回风顺槽现场情况,对切顶卸压留巷涉及的恒阻锚索支护、切顶卸压、围岩支护等内容进行分析,确定切顶卸压留巷技术方案并进行工程应用。8102回风顺槽留巷段顶板布置3排恒阻锚索超前补强,可为切顶卸压工作开展创造良好条件并降低留巷期间围岩变形量;在靠近采空区侧顶板位置间隔500 mm布置高度11 m切顶钻孔,并通过精准爆破,可降低采空区垮落期间留巷段围岩变形量;综合使用单体、工字钢及挡矸支架等对留巷期间围岩进行支护且避免采空区冒落矸石侵入留巷段。经现场应用后,8102回风顺槽留巷段围岩保持稳定,围岩变形在允许范围内,不会影响巷道后续使用。     

基于矿压观测孤岛工作面的巷道支护设计

为了研究2205孤岛工作面的矿压显现特征,依据该孤岛工作面的矿山压力显现规律,结合数值模拟分析,进行了工作面矿压实测,包括顶板压力检测、工作面超前压力监测、工作面侧向支承压力压力实测,在理论分析现场实测研究的基础上,提出了支护方案设计,以适应该孤岛工作面来压强度大、超前支承压力剧烈影响范围大等的特征。     

综采工作面顶板运动及支承压力分布规律研究

以西曲矿18404工作面实际地质情况为工程背景,利用工程类比法和理论计算,分析研究了工作面的来压步距、动载系数以及支承压力的作用范围。结果表明:18404工作面初次来压步距为34.29 m,周期来压步距为14 m,动载系数为1.56,支承压力峰值位置为距煤壁3.66 m,作用范围为13.46 m。研究结论可为支架选型提供理论依据,以保障工作面的安全生产。     

进给系统参数对丝杠振动频率的影响

考虑轴承的支承刚度,建立了丝杠在两端弹性支承条件下纵向振动、扭转振动和横向振动的频率方程。对于纵向振动和扭转振动,分析了轴承支承刚度对其振动频率的影响。对于丝杠的横向振动,采用Timoshenko模型,综合考虑了转动惯量、涡动效应和预拉伸力对丝杠振动的影响,分析了轴承支承刚度、旋转速度和预拉伸力对丝杠横向振动频率的影响,分析了丝杠在启动过程中的共振,为回转系统减少或消除共振提供了理论依据。     

煤矿近距离煤层同采回采巷道超前支护设计

考虑到近距离煤层同采时，要保证巷道在受到采掘活动影响后仍能维持其巷道的相对稳定，以山西某煤矿二叠系1号煤层以及3号煤层为研究对象，根据应用侧向支承压力影响范围的计算方式，深入分析了煤矿近距离煤层同采时的回采巷道的超前支护关键参数大小以及需要加强的支护范围。     

一种综掘巷道临时支护力学特性及振动特性研究

超前支护装备主要由两组可互相推移的框架组成,属于综掘巷道顶板临时支护的一种。为提高超前支护装备的稳定性、避免共振的发生,在分析超前支护装备工作原理的基础上,提出超前支护单组支撑状态的力学模型,采用拉格朗日方法和广义空间坐标系原理,建立超前支护装备的动力学数学模型和状态空间模型。以劳斯-赫尔维茨判据作为其动态稳定性判断条件,参考煤矿井下常用激扰力数学模型,结合Matlab和现代控制理论对超前支护单组支撑组的振动特性进行仿真,得出系统动态响应。最后,利用超前支护装备实验样机和振动测试系统,对超前支护装备进行模态分析,研究结果表明:超前支护装备易发生共振的频率范围约42.353 Hz~42.994 Hz。     

精密电火花成型机床主轴支承系统的动态性能分析

对精密电火花成型机床主轴支承系统进行研究,求解影响支承件动态变形的动态力——惯性力和耦合力.基于有限元方法优化支承结构.最后结合求解的动态力,对支承件进行动态性能分析,验证设计的合理性.     

高速电主轴支承刚度计算及模态分析

以某型号数控磨床用高速电主轴为研究对象,基于滚动轴承静力学推导了高速电主轴常用支承—角接触球轴承计及预紧接触角变化的径向刚度和多联组配轴向刚度计算公式,结果显示该计算公式比现有文献中相关计算更准确,讨论了轴向预紧力对支承刚度的影响规律。在得到支承刚度的基础上,在ANSYS中采用弹簧单元COMBIN14模拟主轴轴承支承,基于ANSYS对主轴部件进行了不同轴向预紧力和不同转速下的模态分析,讨论了转速和轴向预紧力对电主轴模态的影响。     

考虑界面端应力奇异性的螺栓连接支承面接触压力计算模型

将螺栓连接支承面接触问题简化为集中载荷和力矩耦合作用的有限刚度平头压模接触问题,利用BOGY特征值方程,分析双材料界面端应力奇异性发生的几何条件;依据GLADWELL接触力学理论,构建集中载荷和力矩耦合作用下平头压模接触压力计算模型,利用此模型分析螺栓预紧力、装配间隙和被连接件材料对螺栓连接支承面接触压力分布的影响规律。结果表明：在规定预紧力范围、装配等级和常用被连接件材料下,螺栓连接支承面不会发生退让接触,而界面端部出现明显的应力奇异性,其中预紧力变化对界面端应力奇异性强度影响不明显,但装配间隙和被连接件材料的变化对界面端应力奇异性强度影响显著;当被连接件材料弹性模量大于螺栓材料时,支承面内侧应力奇异性强度大于外侧,反之内侧应力奇异性强度明显小于外侧。此外,以平头压模为算例,采用有限元法验证了构建模型的准确性。     

磁悬浮圆柱形直线运动导轨副支承导轨优化

以承载力为1000N,跨度为0.6m,支承导轨外径为60mm的磁悬浮圆柱形直线运动导轨副为例,分析了支承导轨在自重和电磁力作用下产生的挠度及其对导轨悬浮稳定性的影响,在此基础上,用空心支承导轨代替实心支承导轨,分析了影响空心支承导轨内径大小的因素,并确定最优内径为45mm,空心支承导轨重量只为实心支承导轨的43%,大大节省了材料,且在上述作用力下挠度只有0.0044mm,不会影响悬浮稳定性。     

回采巷道超前支护参数研究

以莒山矿3007综采工作面回风顺槽为工程背景,综合采用现场应力监测、理论分析、数值模拟等方法对巷道超前支护强度进行了研究.通过现场应力监测分析了超前应力分布规律,确定超前支护范围为工作面前方30 m.通过理论分析确定超前支护参数为134.64 kPa,确定支护强度为135 kPa,并通过数值模拟进行了验证性研究,为后续回复顺槽超前支架的设计和选型提供参考.     

压力容器安全附件的选用与安装

安全阀与爆破片同属于压力容器的安全卸压装置,是保证压力容器安全使用的重要附件,其性能的好坏直接关系到设备和人身的安全,并与节能和环境保护紧密相关。但是在实际生产中因为安全阀能自动关闭、可重复使用等优点,所以安全阀的使用范围远远大于爆破片,在一定程度上忽略了爆破片的优点,缩小了爆破片使用范围,尤其在同行业的氧化铝生产工厂没有广泛地采用爆破片,从而造成经济的不合理投入。通过对《压力容器安全技术监察规程》中技术要求的分析,结合生产实际情况,将在某些流程中无实际作用、价格昂贵的安全阀改为价格低廉但使用安全的爆破片,可减少建设和使用、校验费用。     

柱塞泵平面配流副支承力特性试验研究

根据平面静压支承原理,推导柱塞泵平面配流副的支承力平衡方程,结合试验结果研究影响支承力大小的因素和改善支承特性的措施.结果表明,供油压力、转速等工况参数对支承力的影响很大.     

带弹性支承的角接触球轴承动态特性分析

针对航空发动机中的轴承支承模型,在有限元分析和轴承动力学的基础上,采用修正的Craig-Bampton固定界面模态综合法,建立了弹性支承结构与刚性的轴承外圈、轴承座之间的耦合连接,开发了带弹性支承的角接触球轴承动力学分析模型,分析并讨论了不同工况下,弹性支承体对轴承振动特性的影响。结果表明:与刚性支承相比,弹性支承能够降低系统固有频率下的振动幅值。轴承在轴向力作用下,力较小时,增大支承体的刚度能够降低振动幅值,力较大时,采用适当刚度的弹性支承有利于减小振动幅值;轴承在径向力作用下,存在一个合理的弹性支承刚度,使径向振动幅值达到最小。     

深部综放面支架与单体荷载观测分析

为了确定矿井深部综放面的支护是否满足生产安全要求,以某矿3下01综采工作面为研究对象,通过现场实测,分别对工作面支架荷载以及超前支护单体液压支柱荷载变化规律、影响范围进行分析。通过分析得出:3下01综放工作面超前单体支柱支护距离为150 m左右,基本可以满足支护要求。     

KLJ7型链臂锯在云岗矿无煤柱工作面的应用

针对云岗矿传统的爆破预裂顶板裂缝不够完整贯通、裂缝结合面不够平整、作业过程工序多、劳动强大、后期垮落阻力大、巷道维护困难等问题,提出在云冈矿工作面应用智能链臂锯进行超前切割顶板,并制定工作面的切顶卸压方案和作业流程,以保障矿井安全高效生产.     

滚动轴承支承刚度计算

滚动轴承的支承刚度计算是研究轴-滚动轴承系统动力学的关键问题之一。文中以深沟球轴承为例,采用力法和Hertz理论研究滚动轴承的受力与变形关系,在此基础上得到滚动轴承的支承刚度计算公式。着重探讨滚动体位置变化、离心力的作用、轴承的游隙和预紧、径向力和轴向力作用等因素对滚动轴承支承刚度的影响。计算结果表明:离心力的作用、轴承的游隙和预紧、径向力和轴向力作用对滚动轴承的支承刚度影响较大,滚动体位置变化对滚动轴承的支承刚度影响较小。所得结果为准确计算轴-滚动轴承系统动力学问题提供了前提条件。     

液体静压支承转台的动力学分析与数值模拟

根据实际工程中的液体静压支承系统,将油膜力简化为弹簧支承,建立了工作转台的有限元模型,对工作转台的动力学特性进行了分析。通过数值模拟,研究了油腔数目对于液体静压支承工作转台振动频率的影响。用数值拟合方法,得到了液体静压支承工作转台的弹簧刚度与振动频率之间的关系表达式。     

缝纫机旋梭轴转子动力学特性研究

针对缝纫机旋梭轴系高速运行不稳定的问题,计算了旋梭轴系的转子动力学,分析了失稳的原因,对旋梭轴系稳定性进行了理论分析,对旋梭轴转子动力学特性进行了仿真研究。首先,根据缝纫机转子瞬时位置及其受力情况,推导出了转子动力学方程,建立了旋梭轴系动力学分析模型;然后,在ANSYS Workbench软件中对刚性支承下旋梭轴系进行了转子动力学仿真分析,通过模态分析和不平衡响应分析,找到了旋梭轴系在工作转速内失稳的原因;最后,研究了旋梭轴径、支承位置、支承刚度、阻尼系数、轴向预紧力对旋梭轴系稳定性的影响,确定了满足使用工况的旋梭轴系结构和支承刚度范围。研究结果表明：缝纫机工作转速内有1个临界转速,影响了旋梭轴系的稳定性;增大轴径对提升临界转速的效果不明显;增加一个支承点,轴承刚度高于1 000 N/mm,轴套支承刚度高于100 N/mm,阻尼系数小于0.1,轴向预紧力小于100 N;旋梭轴系在工作转速内可以稳定运行。