基于ADAMS的滚柱直线导轨副的动态仿真

针对于高速重载滚柱直线导轨副实际使用中存在的问题,以滚柱直线导轨结构设计和性能为分析重点,应用机械动力学理论、多体动力学理论及虚拟样机技术,在虚拟样机技术分析软件AD-AMS环境下对滚柱直线导轨副进行动态仿真研究,建立结构参数及性能与仿真输出结果联系,对结构参数进行优化设计,提高滚柱直线导轨设计效率及产品性能.     

滚动直线导轨副性能评价方法研究与试验分析

滚动直线导轨副性能评价方法的研究对于指导导轨副生产,提高导轨副性能特性有着重要的意义。为了全面的评价滚动直线导轨副的性能状况,在测量的基础上,提出了基于多个测量指标的多项指标综合评价方法,建立了一种基于熵权法与专家打分法相结合的不等权重综合评价模型。并设计试验,对国内外4家无保持链45滚柱直线导轨副进行测评。试验结果表明,该评价方法可以有效的评价导轨副的性能状况。     

滚柱直线导轨副结合面参数识别与数值模拟

导轨副结合面静、动态特性对于机床整机性能有着显著的影响,导轨副结合面参数准确识别是机床整机性能预测的基础。国内现有导轨副设计方法落后,严重制约了机床功能部件及整机制造行业的发展。建立一种实用的滚柱直线导轨副动力学建模方法,采用有限元法对导轨副的自由和约束模态进行分析研究,并分别进行了实物模态特性测试,最后将仿真分析结果和实验测试结果进行对比。结果表明:仿真计算结果与试验结果的误差在8%以内,所建立的滚柱直线导轨副动力学模型具有较高的精度,可用于导轨副乃至机床整机特性预测。     

滚柱直线导轨副摩擦力与预加载荷的关系研究

针对目前滚动直线导轨副在工作过程中较为复杂的摩擦情况,基于有预加载荷的滚柱直线导轨副的结构特点,建立滚柱过盈量和预加载荷的关系式,结合滚柱直线导轨副的摩擦力和正压力的平衡方程,推导出滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷的数学模型。使用滚动直线导轨副摩擦力试验台对四种不同过盈量的滚柱直线导轨副进行摩擦力测量。试验结果表明:当无外载荷、美孚100号润滑、无密封圈的情况下,有预加载荷的滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷成正比;可通过这个状态下的平均摩擦系数来计算滚柱直线导轨副的预加载荷的大小。     

滚柱直线导轨副磨损系数计算与试验研究

磨损系数是表征滚柱直线导轨副耐磨性的重要参数，然而目前关于滚柱直线导轨副磨损系数的计算方法和试验研究较为缺乏。基于Archard磨损理论，考虑滚柱直线导轨副滑块沿导轨往复运动的特点，引入了修正系数。结合滚柱与滚道间的接触载荷以及滑动速度，建立了新的滚柱直线导轨副磨损系数计算模型。搭建了滚柱直线导轨副加载运转试验系统，测量得到了两根滚柱直线导轨副的摩擦力变化曲线。试验结果表明，滚柱直线导轨副在磨损过程中的摩擦力呈现先快速下降，再缓慢下降，最后小幅度上升的趋势，测得两根样件的磨损系数分别为1.57×10^-13和1.16×10^-13,均处于10^-13这一数量级，这一磨损系数可以用于滚柱直线导轨副磨损相关研究。     

滚柱直线导轨副摩擦力动态测量系统及试验研究

在综合分析滚柱直线导轨副动态摩擦力测量系统功能及定位的基础上开发其测量系统,包括软件及硬件组成、数据采集与分析系统等。基于此测量系统对滚柱直线导轨副动态摩擦力进行试验分析,在试验过程中发现造成某型号导轨滑块摩擦力波动的原因,并针对此现象提出改进方法,为高性能滚柱直线导轨副的生产提供帮助。     

预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响研究

为了研究预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响,文中提出采用ADAMS仿真分析和实验相结合的方法。首先,通过采用不同过盈量的滚柱来表示不同的预紧力;然后,用ADAMS仿真软件对不同预紧等级下的滚柱直线导轨副进行仿真分析得到各阶固有频率及振型;最后,采用锤击法对仿真结果进行实验验证。从结果分析可以看出,仿真结果和实验结果基本吻合,且预紧力增大,导轨副的各阶固有频率也相应增大。文中的研究结果对研究机床振动和振动控制以及准确进行机床动态优化设计具有重要意义。     

滚柱直线导轨副精度损失模型及其试验研究

针对滚柱直线导轨副精度保持性问题,对其在加载条件下运动精度损失过程进行建模与试验研究.基于经典力学与Hertz弹性接触理论对滚柱直线导轨副在加载条件下滚柱与滚道间接触面进行了力学与变形分析;分析了载荷作用下滚道磨损量的动态变化特性,在此基础上建立滚柱直线导轨副运动精度损失模型;提出了对滚柱直线导轨副运动精度损失过程进行试验的方法.试验结果表明,所建立的模型正确有效,能描述滚柱直线导轨副在加载运行条件下运动精度变化规律.     

循环式行星滚柱丝杠副的热力耦合特性研究

为了研究循环式行星滚柱丝杠副在不同轴向载荷和不同工作温度下的变形和接触应力分布规律,以循环式行星滚柱丝杠副中的丝杠为研究对象,采用热力耦合仿真方法,建立了循环式行星滚柱丝杠副的有限元模型,研究不同工况下滚柱丝杠副的轴向载荷和工作温度使丝杠产生的变形和接触应力规律。对比轴向载荷、工作温度、热力耦合3种工况下丝杠的变形和接触应力可见:随着工作温度和轴向载荷的升高,丝杠的变形和接触应力均呈增大趋势,工作温度比轴向载荷引起的丝杠变形更明显,而轴向载荷引起的接触应力较大。丝杠的耦合变形和接触应力比单一的轴向载荷和温升引起的变形更明显。     

基于ANSYS的直线导轨热变形分析

对直线导轨副滑块往复运动过程中导轨摩擦热变形进行模拟,考虑导轨和滑块之间的相对位置变化,分析摩擦热在往返运动中对直线导轨热变形的影响。首先分析直线导轨副热载荷分布情况,建立热应变有限元模型,计算加载摩擦热源下导轨变形量,对加工过程中热误差补偿具有指导性作用。     

Determination of the load on profiled roller guide rails used as ram guides for metal-forming machines

Properties of profiled roller guide rails are high load capacity, high rigidity against tractive and compressive forces, low friction and high accuracy of guidance. The bearing clearance equals zero in profiled roller guide rails due to the pre-stress between carriage, rollers and guideway. For these reasons profiled roller guide rails have been used as ram guides in metal-forming machines for several years. Unlike sliding ram guides, guides with profiled roller guide rails can transmit tractive and compressive forces. Thereby the ram with its guides contributes to the stiffness of the whole machine. The load capacity of profiled roller guide rails is limited to the lifetime of the rollers. The load on the profiled roller guide rails during the production process is the main input for the calculation of the lifetime and can by now only be estimated roughly. The measuring method presented in this paper enables the determination of these loads.     

功能梯度零件边缘效应问题优化设计

对赫兹接触理论不能求解的＂边缘效应＂问题,采用有限元三维接触分析,以FGM制备的单列圆柱滚子轴承滚动体的梯度层参数优化为例,对FGM梯度层的分布和层数等参数进行了优化设计,获得了优化参数对等效应力和接触应力的影响规律。研究结果表明：有限元分析优化能够有效改善边缘效应问题,结构合理的FGM可以有效实现FGM零件的优化目标,提高零件使用性能要求。通过本研究获得的一些优化方法和规律,为FGM零件的优化设计提供了分析数据和经验。     

筒形件三旋轮非对称旋压的刚粘塑性有限元模拟

三旋轮非对称强旋在大型筒形件热旋工艺中具有独特的优势,然而关于非对称强旋的研究开展较少。文章建立了三旋轮非对称强旋的有限元计算模型,通过对非对称强旋的三维刚粘塑性有限元数值模拟,揭示了非对称强旋的变形特点。研究结果表明,旋轮的非对称分布使得应力应变场沿周向呈非周期性分布,尽管旋轮Ⅱ和Ⅲ在空间位置上具有对称性,但是其接触区的应力应变速率分布却有较大差别,反倒是旋轮Ⅰ和Ⅱ的接触区应力应变速率分布颇为相近。旋轮的非对称分布使得旋压过程中不同旋轮相应的接触区大小不同,从而致使旋轮Ⅲ的塑性区小于旋轮Ⅰ和Ⅱ的塑性区,相应地旋轮Ⅲ的旋压力小于旋轮Ⅰ和Ⅱ的旋压力。变形场的分布能合理解释旋压时产生的伸长、胀径及隆起等现象。     

燃油系统凸轮机构的接触分析及疲劳计算

通过有限元分析软件对某高压油泵的凸轮 滚轮机构进行接触应力分析,得到凸轮及滚轮接触应力的分布规律。并用疲劳分析软件对该机构进行联合仿真得到寿命估算。结果表明:该结构的寿命能满足企业的要求。     

整体螺栓滚轮滚针轴承滚子素线优化设计研究北大核心

针对整体螺栓滚轮滚针轴承滚子边缘应力集中现象,运用非理想赫兹接触理论,建立滚子与滚道非理想赫兹接触模型。研究全圆弧母线修形、相交圆弧母线修形、相切圆弧母线修形和对数母线修形方式对滚子与滚道之间接触变形和应力分布的影响规律。结果表明:在相同载荷下,相切圆弧母线修形的滚子接触变形最小;相交圆弧母线修形和相切圆弧母线修形滚子存在接触应力集中现象;全圆弧母线修形和对数母线修形的接触应力分布均匀,对数母线修形滚子的接触应力最小。对数母线修形是4种方法中适合用于滚轮滚针轴承滚子素线的修形方式。     

行星滚柱丝杠滚柱载荷差异分析与研究

基于行星滚柱丝杠中各滚柱啮合位置的差异,提出了各滚柱在丝杠和螺母两侧螺纹牙载荷分布的计算方法。通过分析得出若实现各滚柱啮合位置完全相同,丝杠和螺母的螺纹头数应是滚柱个数的整数倍。综合考虑行星滚柱丝杠滚柱啮合位置及轴段变形、螺纹牙接触变形和弯曲变形等因素,根据变形协调方程和牛顿第二定律,计算分析了各滚柱的载荷分布规律,并通过有限元算法验证结果的正确性。结果表明,当滚柱啮合位置不同时会造成各滚柱的载荷差异,并且啮合位置最高的滚柱两侧承受的载荷最大。     

针状球铁轧辊的开发和应用

选用低磷、低硫优质生铁、废钢和球铁废辊，工频电炉熔炼经热处理后制成的针状球铁轧辊，具有很高的强度、韧性和耐磨性。针状球铁轧辊的使用寿命比铬钼球铁轧辊提高１．４倍。     

离心复合铸造高铬铸铁轧辊的研究与实践

确定了由三层组成的离心复合铸造高铬铸铁轧辊的化学成分，提出了在浇注外层和辊芯之间增加中间层的新工艺，并对其制造过程及质量控制进行了介绍。生产出了优质轧辊。具有显著的技术效果和经济效益。     

合金球墨铸铁轧辊的研制与生产

Φ400定径机中的轧辊是目前国内生产的最大的空心球铁轧辊。我们采用离心铸造工艺,选择合理的化学成分,严格控制各种工艺参数生产出的合全球铁轧辊,满足了定径机的实用要求,代替了同类进口产品。