基于Hertz接触理论的滚动直线导轨副静力学解析建模

为研究滚动直线导轨副的静力学特性,基于Hertz接触理论,从分析单个滚珠与沟槽的接触入手,在综合考虑滚动直线导轨副结构特点基础上建立静力学模型,并对其垂直方向刚度进行理论求解;然后运用CoFEM模型对该模型进行验证,进而分析不同外载荷及预紧力对滚动直线导轨副静力学特性的影响。结果表明:在不同外载荷作用下,滚动直线导轨副表现出分段非线性性质;增加预紧力可显著增加系统的刚度,从而提高系统稳定性。     

滚动直线导轨副的安装技术分析

本文详细分析了滚动直线导轨副的安装要求及安装方法,并给出了导轨副常用的安装方式,为滚动直线导轨的使用提供了指导.     

考虑预紧力和接触角变化的直线滚动导轨副刚度建模与分析

为了求得任意外载荷对滚珠直线导轨副各个方向的变形量的影响,运用齐次变换矩阵建立了滚珠直线导轨副的接触刚度模型.该模型分析了滚珠直线导轨副在预紧力和接触角变化的情况下,不同列滚珠受载的弹性变形量的大小,分别得到了一定载荷下滚动导轨副沿垂直方向和水平横向上的变形量和绕3个正交轴旋转的偏转角.进而,得到滚动导轨副的垂直、水平横向2个方向上的线性刚度和3个方向的扭转刚度.对所建模型进行了仿真计算与分析,并与实际情况对比,找到了直线滚动导轨预紧力和接触角对其刚度的影响规律.     

气动式钳制器楔形块曲线设计

高速高精直线电机应用于机床上时,滚动直线导轨会缺乏制动功能。针对此问题,将楔形增力技术运用于直线导轨的制动系统中,设计一种新型气动式钳制器。首先分析直线导轨钳制器内部楔形块曲线,按等加速运动规律对楔形块曲线进行设计;然后,通过三维CAD软件Pro/E,对楔形块进行曲线参数化建模,精确建立了钳制器关键运动零部件的三维模型;最后,运用动力学仿真软件ADAMS,对钳制器运动状态进行仿真分析,仿真结果验证了设计的合理性。     

高速动车组拖车轮对综合检测试验台设计

为解决现有高速动车组拖车轮对试验台不足的问题,设计了一种适用于多种规格的拖车轮对综合检测用试验台.该试验台最高时速350km/h,负载17.6t.利用扭矩转速传感器和工控机检测空载及加载时的启动力矩和动态阻力矩并进行变化曲线绘制,利用应变片检测轮对敏感位置的应力应变,利用红外测温仪监控轴承温升,而且能够显示调取各项试验数据并出具检验报告.设计流程主要有机械结构设计、加载系统设计、控制系统设计,着重介绍总体思路和加载系统静应力分析,通过对杠杆梁结构的改进使得加载系统的强度安全系数达到1.65,刚度满足使用要求.     

相交轴变厚齿轮试验台系统扭振动力学分析

采用传递矩阵法对机械封闭式相交轴变厚齿轮试验台进行了系统扭振动力学分析．建立了试验台系统动力学分析模型,推导出分支节点与试验台封闭系统动力学分析的数学模型,研究了试验台的动态激励原理,编制出相应的系统仿真程序,经计算获得了不同速度下试验台试验齿轮动载荷系数的仿真曲线．结果证明试验台的动态特性和加载精确度能够满足实验要求．     

龙门机床横梁的参数识别与动态特性分析

针对龙门机床横梁导轨副结合面参数识别的问题,提出了基于参考相关结合面参数经验值,采用实验模态分析与有限元分析相结合的方法,对滚动直线导轨副结合面参数进行识别,在此基础上对横梁的动态特性进行分析。计算结果与实验结果的比较表明,采用的结合面参数识别方法是有效的。     

预紧力对滚柱直线导轨副刚度特性影响的研究

滚柱直线导轨副是数控机床的重要功能部件,研究预紧力对其刚度特性的影响,是对机床进行准确动态优化设计和振动控制的重要基础。文章建立了导轨副的刚度模型,利用ANSYS Workbench仿真了不同预紧力下的滚柱直线导轨副,得到了其在不同预紧力下弹性变形量和各阶固有频率,分析了预紧力对滚柱直线导轨副刚度特性的影响规律,并通过不同预紧力对导轨静刚度的影响进行实验分析和模态分析,验证了仿真方案。结果表明:对滚柱直线导轨副合理施加预紧力,可以显著地提高滚柱直线导轨副的静刚度,增加滚柱直线导轨副的承载能力;滚柱直线导轨副的预紧力增大时,各阶固有频率相应增大,而持续增大预紧力时,滚柱直线导轨副的固有频率变化明显变小。     

机械封闭加载齿轮试验台测试系统设计

本文就现有机械封闭加载齿轮试验台测试系统和测试精度等问题进行了分析,设计了一套新的测试系统,用以提高原有试验台测试系统的精度,增强测试系统的功能。     

滚动直线导轨副的研究现状及发展动向

概括地介绍了滚动直线导轨副的研究现状及发展动向,为进一步推进其研究和应用指明了方向。     

系列伺服作动器动态加载系统及其控制策略

针对系列多型号伺服作动器系统的动态加载试验需求,设计了一种由直线电机与液压增力模块构成的新型加载系统,并基于AMESim/MATLAB联合仿真模型研究了系统的加载控制策略:采用多闭环与前馈复合控制提高加载系统力控制精度并改善相位滞后;基于结构不变性理论对伺服作动器的位移输出信号进行前馈补偿并抑制多余力.仿真结果表明,该加载系统方案能够有效抑制多余力,减小系统相位滞后,提高力加载精度,保证加载系统具有良好的整体性能,并可灵活地满足不同载荷、不同频率的加载测试需求.     

精密滚动直线导轨系统额定寿命计算的研究

本文根据可靠性原理,导出了精密滚动直线导轨系统额定寿命的计算方法,具有重要的工程应用价值.     

精密数控机床多主轴系统热平衡试验

对现有的精密数控机床主轴系统进行常规工况实验和空运转实验,提出一种数控机床热平衡试验方法,通过该实验方法可以获得数控机床主轴系统的热敏感点、温度场数据和热位移场数据以及热平衡时间等热态特性,以校验理论仿真分析,并建立误差模型,从而实现对主轴系统热特性的快速校核与加工误差补偿.在具有3个独立磨头主轴系统的直线滚动导轨精密曲面成形数控磨床上,开展多主轴系统热平衡试验方法的具体案例研究,获得了其中两个理论上相同的立式磨头的主轴系统温升变化曲线、热变形变化曲线和热平衡时间等不同的热态特性,论证了多主轴热平衡实验对于消除多主轴机床差异性上的重要性,弥补了多轴系统热态特性分析在理论上分析的不足.通过将热平衡试验获得多主轴系统的热态特性结果用于指导热误差补偿工作,减小了机床热误差控制及补偿难度,提高了机床加工直线导轨曲面精度与工作效率.     

PMLSM直接驱动工作台的机电耦合有限元建模

由于使用永磁直线同步电动机直接驱动,直线滚动导轨支承的进给工作台的动力学特性对超精密数控机床的加工精度会产生直接影响.以工作台和电动机动子作为研究对象,利用拉格朗日-麦克斯韦方程建立工作台系统的机电耦合动力学模型.采用有限元方法计算出永磁直线同步电动机的推力和法向力,对工作台模型进行模态分析与电磁力作用下的谐响应分析,得到工作台系统的模态参数和水平、垂直两个方向的频响曲线.通过分析频响曲线可对工作台的振动进行预测,为工作台系统优化设计和优化控制提供了依据.     

热轧带钢卷取机AJC液压伺服控制系统的设计与研究

结合工程实际,研究并设计了一套先进实用的热轧带钢卷取机AJC液压伺服控制系统.通过对卷取机助卷辊的AJC动作及控制的分析,设计出了AJC控制系统,并对其进行了建模及仿真分析、模拟加载验证.     

绳系拖拽系统半物理仿真实验装置设计与控制

为有效清除太空垃圾,模拟空间中对废弃卫星的回收过程,采用半物理实验技术对绳系收放装置进行地面试验考核,验证绳系收放控制系统的性能。半物理仿真是一种通过实物或物理模型与数学模型相结合进行仿真的技术,通过地面半物理仿真实验对空间任务进行先验,大大减少了空间实验的成本,可有效指导空间任务的设计与控制。首先,对绳系卫星拖拽过程进行动力学建模,明确了拖拽过程的任务目标,确立了绳系拖拽半物理系统的机械组成。其次,设计了全物理仿真单元为被动加载单元,卫星质量采用等效惯量转台模拟。然后,为模拟目标在绳系拖拽作用下的动力学状态,仿真加载单元由半物理仿真方式设计。最后,针对实际试验过程中存在的张力测量误差扰动,设计了基于模型预测控制的控制策略,为了对拖拽过程的张力和绳长精确控制,实验使用双闭环电机联合控制,通过模型预测控制的方式联合张力位置双电机仿真。结果表明,基于模型预测控制的张力误差精度为5%,从而验证了绳系收放控制系统对拖拽过程的控制有效性。     

船舶双水舱减摇系统设计与仿真研究

为了使船舶在固有频率变化时也有好的减摇效果,研究了双水舱减摇系统.使用2个具有不同固有频率的被动式U型减摇水舱能给横稳心高变化范围很宽的船舶提供很好的减摇效果.在建立船舶—双水舱系统模型的基础上,介绍了一种设计双水舱系统的方法,并以一艘滚装船为例,分析设计了一套双水舱系统,并且对装备了单被动式水舱和双被动式水舱的船舶横摇响应进行了仿真分析,通过仿真结果验证双水舱系统相对单水舱系统具有更好的减摇效果.     

液压加载系统动态性能研究

针对传统的机械闭式齿轮试验台存在的问题,设计了一种计算机控制液压加载系统。该系统能模拟多种负载,且能进行动态加载试验,并对该系统的几种工况进行仿真研究,仿真结果表明该系统动态性能良好,满足设计要求。