永磁同步型磨削电主轴运动精度分析

随着高档数控机床对主轴的运动精度的要求不断提高,研究永磁同步型磨削电主轴运行精度问题是十分必要的。在基于主轴振动误差和热分析的基础上,分别建立了径向误差运动、倾角误差运动和轴向误差运动数学模型。应用最小二乘法近似算法拟合主轴径向误差运动轨迹,然后对倾角运动误差进行建模,得到主轴回转轴线的倾斜角度。结合时域和频域信号分析方法,对轴向运动误差轨迹展开分析。为了实现一次测量主轴径向和轴向误差位移,并且获得主轴热误差,采用了典型的双标准球5-DOF测量主轴误差装置。通过国产某机床厂所研发永磁同步型磨削电主轴在试运行时主轴回转误差问题进行了实验。研究结果表明:当转速升高到最高转速,径向误差和轴向误差升高,离心力对主轴精度作用更加明显;当存在主轴偏心时,径向误差运动轨迹为逐渐由近似圆过渡到花瓣状态;双标准球五点法测试方法不仅可以判断电主轴制造存在的制造、装配等问题,并且该实验方法可应用于电主轴误差运动的实验,同时满足倾角误差、轴向误差运动和主轴温度变形的测试。     

立式车床的数控化设计

SV630数控立式车床是根据企业的需求对普通立式车床进行数控化改造,为半精、精加工轮毂、制动鼓、制动盘等盘套类及短轴类零件而设计的数控机床。主要介绍SV630数控立式车床机床整体结构、主传动系统、数控系统以及机床电气系统等。在花费较低成本的基础上,改造后的该立式车床加工高度高,可满足产品加工需求。     

渐开线齿形磨削精度的在机测量方法研究

在机测量是实现制造过程闭环控制的重要技术。由于数控机床伺服轴数量往往存在冗余,即一个测量任务存在多个满足要求的伺服运动控制方案。因此,如何科学合理地确定测量方案以实现高性能在机测量,是亟待解决的问题。为此,提出了一种测量方案创成方法。首先,应用多体系统理论及齐次坐标变换方法分别建立数控机床运动功能模型及渐开线螺旋面综合测量模型;随后,以渐开线齿形成形运动为约束,建立了以被测渐开线构型与数控机床各轴的伺服运动量之间的函数方程。通过解析该方程的解,获得所有的在机测量方案;为确定最优在机测量方案,依据方案创成结果,简化了机床构型,推导了对应于各测量方案的数控机床空间精度模型,建立了机床空间误差与测量误差之间的映射关系;最后,以测量精度为判据,综合评价各方案的优劣,确定了最优的测量方案。在五轴数控成形砂轮磨齿机上进行了齿形偏差在机测量实验,实验结果验证了方法的可行性及可靠性。     

高速角接触球轴承拟静力学求解的改进算法

采用无滚道控制假设建立了角接触球轴承拟静力学模型,针对传统Newton-Raphson算法在数值求解上述模型时出现初值难以确定、迭代过程不收敛以及收敛慢等问题,提出了一种Newton-Raphson的改进算法。引入中间变量,减少了未知量数目,并对非线性方程组进行分步求解,降低了选取初值的难度;在改进Newton-Raphson算法中引入迭代修正因子,并采用二分法对迭代修正因子进行优化,缩短了收敛时间;通过矩阵变换,简化了雅克比矩阵的求解过程。B7008C轴承的计算结果表明,所提出的算法优于传统的算法,采用该算法可有效降低角接触球轴承的拟静力学模型数值求解的难度并提高收敛效率。     

滚道椭圆化对高速角接触球轴承接触特性及疲劳寿命的影响

针对制造公差和装配误差导致轴承滚道的椭圆化变形,分析了角接触球轴承滚道的径向偏差。依据赫兹接触理论和滚道控制理论,在考虑惯性载荷的情况下,建立联合载荷下角接触球轴承滚道椭圆化的拟静力学模型,研究外轨道椭圆化对轴承接触特性的影响机制;用改进的L-P理论估算轨道椭圆化轴承的疲劳寿命。结果表明:滚道椭圆化程度越大,部分滚动体的接触参数发生突变越剧烈,轴承的接触刚度和疲劳寿命越小;滚道椭圆化对疲劳寿命影响较显著,沿椭圆长轴方向施加径向载荷时轴承寿命降低较慢。该研究为多工况下轴承的设计和应用提供理论分析依据。     

45钢表面Ni60-WC高频感应熔覆层及其二次强化的研究

采用高频感应熔覆技术在45钢表面制备Ni60-35WC强化层;并对感应熔覆层进行电接触二次强化。对制备的感应熔覆层、电接触二次强化层进行组织分析和性能测试。结果表明:熔覆层组织较为致密,但存在孔洞、夹生缺陷;电接触二次强化后组织更加致密,孔洞减少,夹生层重新焊合,热影响区减小;XRD显示,熔覆层与电接触强化层的相结构相同,由WC、W2C、Cr23C6、Cr7C3、Fe Ni和Ni3Fe等相组成;电接触强化层的显微硬度和耐磨性较高频感应熔覆层有较大的提高。     

考虑风光预测精度特性的多时间尺度机组组合方法

考虑风电和光伏预测精度伴随时间尺度缩小而提高的特点,建立了一种考虑风光不确定性接入的含风光出力旋转备用容量的多时间尺度机组组合模型及其调度方法。该调度模型基于3个不断缩小的时间尺度级,将逐级提高的风光预测值更新至风光出力等效负荷和旋转备用中,采用下级修正上级偏差的方式,对不同时间尺度采用动态规划算法求解,获得逼近最大化消纳风光出力且兼顾传统机组经济最优化的机组组合方式。以修改的IEEE 30节点系统为算例进行仿真计算,验证了该方法的合理性和有效性。     

考虑源荷频率特性的含风电交直流系统概率连续潮流方法

针对传统连续潮流方法难以适应大规模风电接入交直流互联系统的实际情况,提出了一种含风电交直流系统概率连续潮流计算方法。该方法在兼顾常规机组调频特性和负荷电压/频率静特性基础上,进一步考虑风电出力随机性、直流控制方式和频率波动偏差约束,建立考虑电源调频和负荷电压/频率静特性的含风电交直流系统概率连续潮流方程;通过其修正方程的雅可比矩阵,推导能反映频率波动、风电出力和控制方式等因素的负荷裕度灵敏度指标;基于统一迭代法,结合蒙特卡洛方法和预估-校正方法获取系统N和N-1状态时多场景潮流解和负荷裕度。最后,修改的IEEE 39节点系统算例仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

汽车排放污染的分析与控制

通过对当前中国在用车辆尾气排放控制情况调查,分析了在用车辆尾气排放的主要影响因素和控制难点,提出了有关降低在用车辆尾气排放的技术方面的对策。     

永磁同步型磨削电主轴偏心振动分析及实验*

电主轴是将旋转主轴与电机转子集成为一体的主轴单元,结构复杂,由于加工或装配误差等原因,电主轴转子会存在着一定的偏心量,为探求由于电主轴偏心所导致的转子振动特性,建立了电主轴转子偏心模型,采用Maxwell应力张量法计算了偏心造成的不平衡磁拉力(UMP),将UMP解析式代入Jeffcott转子模型,得到了转子偏心振动方程。以某磨床的永磁同步电主轴为研究对象,利用有限元方法分析了UMP,发现作用于转子的UMP始终指向气隙最小的方向,研究了不同转速下转子在质量偏心离心力和UMP作用下的振动响应。研究结果表明,电主轴在低速运行时,UMP为转子振动的主要来源;随着转速的增加,质量偏心离心力对转子振动的影响更加明显,而UMP大小保持不变,其频率随转速增加而增大,对转子振动的作用随之减弱。对某机床厂所研发永磁同步型磨削电主轴在试运行时产生的振动问题进行了实验,对主轴振动频谱分析后判断实验电主轴存在静态偏心,测得主轴轴心轨迹对前述分析进行了验证。