螺母预紧力对滚珠丝杠副振动特性的影响

基于滚珠丝杠副可靠性试验台研究了滚珠丝杠副预紧力的变化与测得的振动信号的关系。首先,介绍了滚珠丝杠副可靠性试验台的预紧力加载装置;接着,对预紧力加载装置进行动力学建模,搭建振动信号测试平台,采集不同预紧力水平下的振动信号;最后,通过振动信号的频域分析和预紧力加载装置的动力学分析,发现预紧力的变化可以通过两个参数进行监测:振动信号峰值频率的偏移和峰值频率振动幅值的变化。实验结果和动力学分析的结论十分吻合:随着滚珠丝杠副预紧力的增大,峰值频率不断增大,峰值频率的振动幅值也不断增大。研究结论发现,可以通过监测振动信号峰值频率的偏移和峰值频率的振动幅值来监测预紧力的变化,这为检测滚珠丝杠副的健康水平提供了一种新的研究方法,这对于促进滚珠丝杠副进给驱动系统的发展具有重大意义。     

基于滚珠过盈量的滚珠丝杠副预紧力计算模型

预紧力是滚珠丝杠副最重要的参数之一,为了计算和调整预紧力水平,需要建立精确的滚珠丝杠副预紧力计算模型。通过分析滚珠丝杠副的接触变形和滚珠受力平衡,考虑到滚珠丝杠副的接触角、螺旋角、有效承载滚珠个数、滚珠直径和滚道的型面参数等因素,建立了基于滚珠过盈量的滚珠丝杠副预紧力计算模型。通过测量滚珠丝杠副的空载扭矩得到滚珠丝杠副的预紧力,与理论结果进行比较,相对误差在8%以内,表明该模型的计算结果与实验结果一致性较高,从而验证了此模型的准确性。     

极限载荷下滚珠丝杠疲劳弹性寿命可靠性分析北大核心

为了提高极限工况下滚珠丝杠副的可靠性,对滚珠丝杠副疲劳弹性寿命可靠性进行了研究。根据现有的丝杠疲劳弹性寿命模型,基于不确定理论首先建立同时随机不确定性和认知不确定性的疲劳弹性寿命可靠性分析模型;引入两层参数不确定算法,并进行仿真计算,最后研究了各参数及其不确定度对寿命可靠度的影响程度。研究结果表明,参数的不确定性对可靠度影响较大,通过开展可靠性试验,发现试验结果与模型计算的可靠度非常接近,证明了模型的可行性。计算结果表明,轴向载荷的不确定性影响最小,其次是导程、滚珠直径、节圆直径、适应比,接触角的不确定性影响最大,且不确定度越大,对可靠度影响越大。     

基于滚珠丝杠副精度保持性加速退化方法的验证分析

为了有效地获取滚珠丝杠副精度寿命特征,利用文献中所建立的滚珠丝杠副复合指数加速退化模型和分形磨损模型,结合实测的滚珠丝杠副精度退化过程中的摩擦力矩值,计算出滚珠丝杠副加速退化模型参数。根据滚珠丝杠副复合指数加速退化模型参数能够较好预测滚珠丝杠副精度寿命,并利用实测的滚珠丝杠副摩擦力矩值的退化曲线,验证了滚珠丝杠副精度退化规律,同时利用滚珠丝杠副复合指数加速退化模型和分形磨损模型能节约滚珠丝杠副实验费用和实验时间,为滚珠丝杠副的设计、生产和使用提供理论基础。     

电液伺服阀污染磨损加速退化试验设计

以双喷嘴挡板式电液伺服阀为研究对象,分别对电液伺服阀磨损机制与Omega寿命理论进行了分析,并针对该试验设计了电液伺服阀污染磨损试验系统。通过对电液伺服阀进行预试验,确定试验的敏感应力为油液的污染度,试验的性能退化参数为压力增益与内泄漏量。通过对预试验结果进行分析,得出试验的应力水平、应力施加方式和压力增益与内泄漏量两个性能退化参数的退化模型。结合以上分析结果,最终给出了电液伺服阀污染磨损步进应力加速退化试验的试验方法。该方法的提出可有效的缩短试验时间,为电液伺服阀安全、可靠运行提供保障,并对提高电液伺服阀可靠性,完善其性能具有一定的指导意义。     

预紧力作用下滚珠丝杠温升的理论分析及试验研究

滚珠丝杠的温升直接影响其使用的精度,通过误差补偿技术可以解决这一问题,为了研究预紧力作用下丝杠的温升情况,通过摩擦生热和热对流原理建立了计算滚珠丝杠副温升的理论模型,探究了丝杠温升与预紧力的关系。将通过该模型计算的不同预紧力下的理论温升,与试验测得的试验温升进行对比分析,试验结果证实了该计算模型的正确性。该模型对于滚珠丝杠在使用中的热变形误差补偿具有十分重要的意义。     

基于固有频率的丝杠预紧力衰退检测技术研究北大核心

传统的丝杠预紧力检测方法多需要将丝杠从工作环境中脱离,这极大的增加了测量成本。为了能够在线对滚珠丝杠预紧力进行测量,提出了一种基于固有频率与决策树SVM的滚珠丝杠预紧力在线检测方法。首先,针对滚珠丝杠副进给系统建立其动力学模型,推导出丝杠预紧力与进给系统固有频率的关系;其次,通过设定预紧力的范围和间隔取值,计算出不同预紧力下的进给系统固有频率值,从而构建预紧力固有频率特征集,利用特征集完成对决策树SVM的训练;最后,基于锤击法测量出实际滚珠丝杠进给系统的前四阶固有频率值,并导入训练后的决策树SVM来完成对滚珠丝杠副预紧力的预测。结果显示,基于固有频率与决策树SVM得到的滚珠丝杠预紧力预测值与实际值的误差在10%以内,证明了本文方法的有效性。     

基于维纳退化过程的海底腐蚀管道可靠性分析

目的研究海底腐蚀管道的寿命可靠性,提出基于维纳过程(Wiener Process)和贝叶斯方法估参的可靠性分析模型。方法首先以管道内壁腐蚀退化数据和维纳过程为基础,建立针对海底管道的腐蚀退化模型,并针对不同时段的腐蚀退化数据,以正态-逆伽马分布作为模型未知参数的先验分布。然后采用一种优化的贝叶斯方法递推计算,得到未知参数值,最终实现腐蚀管道的可靠性分析,并以某海底腐蚀管道为例进行验证。结果可靠性分析得到腐蚀管道在运营前期的12年几乎完全可靠,可靠性达99.22%;13年之后,腐蚀进程开始加快,当可靠度为90%时,该段管道的可运营时间为13.6年;运行15年时,可靠度为68.97%;运行20年时,可靠度为2.4%;而到设计寿命25年时,管道可靠度几乎为0,求得管道的平均剩余寿命为15.99年。结论以海底管道的腐蚀退化数据为切入点,为长寿命、小子样的海底管道可靠性提供了一种较直观的分析方法。分析模型可以处理不同时间段测量的管道腐蚀数据,并且随着管道运营时间的增加,能够不断更新可靠性分析结果,而不需要反复处理历史数据,进而可以用于海底腐蚀管道的实时可靠性分析。     

滚珠丝杠副直驱加载位置精度测试研究

为实现滚珠丝杠副精度寿命测量,设计了直驱加载加速衰退测试系统。研究了滚珠丝杠副位置精度测量原理及计算方法;基于开放式数控系统,开发了测控一体系统。由直线电机模拟滚珠丝杠副动态载荷,进行了加速跑和测试实验,对测量结果进行了拟合分析。结果表明,文中采用的方法能够快速实现滚珠丝杠副的加速跑和测试,丝杠位置精度寿命退化符合偏移指数规律。     

滚动直线导轨副性能退化指标的选取

为了更好的分析滚动直线导轨副的可靠性,引入更加适合长寿命产品可靠性分析的性能退化失效分析方法,文章提出了通过导轨关键性能参数的退化数据分析导轨的可靠性的方法。在性能退化可靠性分析中,性能指标的选取为重要一环,参考了滚动直线导轨副可靠性试验标准,制定合理的试验规划,验证了各项性能指标退化情况。通过对比退化量的统计模型分析各项指标的适用情况,验证了性能退化可靠性分析方法可以用于滚动直线导轨副产品中,分析得出最为合适的性能指标为预紧拖动力以及行走平行度。     

高速精密压力机闭式组合式预应力机身接触问题研究

为研究存在于高速精密压力机组合式预应力机身结构中的接触非线性问题,文章利用接触力学和有限单元法对该问题进行了描述和分析,论述了此类接触问题的增量理论和拉格朗日乘子法接触算法。为将机身作为一个系统来进行分析以确定预紧力,选择拉格朗日乘子法作为接触算法,并结合预紧力单元解决组合式预应力机身的有限元建模问题。利用预置条件共轭梯度解法对各预紧力工况下的机身模型进行求解,获得对应的应力-应变值,总结出预紧力-变形关系图,得出,为使压力机不产生间隙和错移,预紧力取值应为2000kN。数值分析结果和试验结果表明,分析可靠度为87.42%,采用接触单元结合预应力单元求解组合式预应力机身接触问题的研究方法,可用于高速精密压力机预紧力问题研究。     

预紧力对滚珠丝杠副精度影响的研究

为了更好的研究滚珠丝杠副的精度损失规律,提出了一种滚珠丝杠副精度损失的计算方法。该计算方法是在改进的运动学基础上结合滚珠与滚道间滑动特性与接触特性建立的。由于滚珠丝杠副的预紧力无法通过普通方法直接测量且运行过程中预紧力是不断变化的,计算过程中也考虑了预紧力的变化并使用摩擦力矩的测量值计算预紧力。此外,在专为滚珠丝杠副精度损失测量而设计的试验台上进行了滚珠丝杠副精度损失试验。将试验数据与计算数据进行对比与分析,结果表明该计算方法可以计算滚珠丝杠副的精度损失并预测其精度变化趋势。     

10000吨多向模锻水压机水平框架预紧力不足的分析与处理

国产一万吨多向模锻水压机的水平框架在安装预紧时,通过应力实测发现初预紧力释放较多,致使实际获得的预紧力偏低,难以满足压机使用要求。本文对产生此问题的原因进行了分析,并提出了处理措施。通过处理,使水平框架预紧力偏低的情况得到较大改善。     

车削刀具螺钉预紧力的有限元仿真与试验研究

以螺钉夹紧某型号车刀为研究对象,采用marc有限元软件分析预紧力大小对可转位车刀刀杆和螺钉静态及动态切削时应力、应变和变形量的影响,揭示了螺钉预紧力变化对车刀刀杆和螺钉应力、应变和变形的影响规律:车刀刀杆和螺钉两个组件中,最容易发生失效的是螺钉,车刀刀杆和螺钉所受应力、应变和变形量有随预紧力增大而增大的趋势,仿真得到2 500 N是该型号车刀的最优的预紧力值。在此基础上进行了车削实验,比较了各预紧力下刀片的寿命和磨损情况。实验结果表明:在1 500、2 000、2 500、3 000、3 500、4 000 N和4 500 N预紧力下,2 500 N时刀具可获得最长的寿命,确定最优预紧力为2 500 N,与有限元仿真结果相一致。     

滚珠丝杠副轴向静刚度确信可靠性建模与分析

基于设计裕量、随机不确定性因子、认知不确定性因子,建立了双螺母滚珠丝杠副轴向静刚度确信可靠度模型.与蒙特卡洛法相比,考虑认知不确定性后可靠度变小.基于确信可靠性模型,对随机不确定性因子和认知不确定性因子进行了灵敏度分析,发现在可靠性提升前期随机不确定性对其影响较大,后期认知不确定性影响较大,因此,丝杠设计前期应以减少随...     

基于应力-强度干涉模型的摩擦焊接头寿命预测

应力-强度干涉模型是可靠性设计的基本理论模型,以此模型为基础,利用电站锅炉12Cr1MoV钢管摩擦焊接头的高温内压爆破持久加速试验数据外推得到的指定寿命持久强度极限和摩擦焊接头内部压力产生的折算工作应力,建立了带有可靠度指标的寿命预测模型。计算结果表明,摩擦焊接头在设计寿命期内是可靠的,摩擦焊这种工艺方法的质量是稳定的。     

螺栓连接预紧力对结构疲劳性能的影响

针对螺栓连接预紧力对疲劳寿命的影响,首先基于有限元法分析结构的承载能力和抗变形能力,提取了结构单元节点应力张量,再通过应力组合转换及2种应力修正（Goodman和FKM）方法,基于雨流分析法和Miner累计损伤准则,对在复杂外载荷作用下的航空发动机冷端螺栓连接结构进行疲劳寿命预测。结果表明:通过螺栓预紧载荷的合理选取,可将材料的疲劳寿命提高近5.8%,寿命统计循环周次提高约4.5×105次,预紧载荷存在最优值,可为航空发动机连接结构稳健设计确定提供有效手段。FKM方法相比于Goodman方法,统计的最佳疲劳寿命循环周次下降0.6%,具有更高的安全裕度。     

基于冲击的涡扇发动机退化建模与下发预测

为解决多性能参数模型无法描述不同起飞推力下发动机性能退化的问题,利用单性能参数结合极端冲击模型描述起飞时发动机全功率运转对热端部件的热冲击影响,利用线性退化模型描述发动机自然退化过程,建立发动机性能可靠度退化模型。利用V2500发动机全寿命EGTM数据,结合最大似然估计给出性能可靠度表达式与模型参数,最后利用机队中同型V2500发动机非完整EGTM数据验证模型,预测下发时间,结果表明此模型预测下发时间和实际下发时间的误差小于3%,证明了模型的有效性。     

高压绕丝筒体预紧系数及绕丝截面研究

主要研究不同预紧系数下超高压绕丝式容器绕丝截面类型对其疲劳寿命的影响。首先基于第三强度理论计算筒体等效应力最小预紧系数η_p,并在大于η_p基础上等差选取5个预紧系数,分别计算出相应的筒体尺寸,研究预紧系数对筒体尺寸的影响;其次建立绕丝筒体结构三维有限元模型,其中针对3种钢丝截面(扁形,圆形,菱形),按照等剪应力缠绕方式计算各层预紧力,通过等效温度应变施加该预紧力,并考虑层间摩擦力的影响;最后使用ANSYS Workbench数值求解预紧和工作状态的应力分布,利用Paris公式对绕丝筒体疲劳性能进行分析。结果表明:增大预紧系数虽可提高该筒体结构的疲劳寿命,但将导致筒体尺寸的增加;从疲劳性能考虑,菱形截面优于扁带形截面,扁带形截面优于圆形截面。     

升降式输送机动力学分析

利用ADAMS软件建立升降式输送机模型,模拟仿真铜板打包生产线中的升降式输送机在不同工况下的加速度变化,计算铜板在输送过程中的惯性作用力及惯性反作用力,并分析该作用力对于丝杠升降机运动的影响,提出通过增加导向支撑机构减小丝杠升降机的冲击,提高升降机的寿命和工作可靠性。