超精密气体静压系统节流器法向随机微振动研究

以无气腔平面节流器为研究对象,对节流器流固耦合法向随机微振动进行了理论仿真和实验研究。受限于节流器厚度与气膜厚度尺寸的差异和输入初始边界条件,建立了节流器的COMSOL仿真简化模型,对节流器-气膜微流场进行双向流固耦合数值模拟。仿真结果表明,节流器的法向随机微振动幅值关于节流器中心对称,且由中心向边缘逐渐增大;微振动幅值随气体入口流速的增大而增大。实验采用纳米级激光测振仪,依次测量供气压力为0.1,0.2,…,0.5 MPa时尺寸为75 mm×50 mm×14 mm的HEXAGON双环联结型节流器多个不同位置的法向振动,实验结果表明,法向随机微振动幅值分布特性与仿真结果一致,关于节流器中心对称,且由中心向边缘逐渐增大,验证了节流器法向微振动的"跷跷板"振动形式;在0.5 MPa供气压力下,边缘振动幅值超过1 nm。对实验数据进行功率谱密度分析,结果表明不同供气压力下法向随机微振动均在9.4 kHz和10.6 kHz处产生较大功率,可认为与节流器-气膜流固耦合系统的固有频率有关。研究结果有效地揭示了节流器法向随机微振动的特性,为气体静压系统避开随机共振区、优化气体静压系统的设计提供了理论指导。     

车轮抓取夹持器的研究

该文针对车轮制造行业的现状,提出了自动化装卸车轮的构想,设计了一种结构简单实用的车轮夹持器,确定了车轮夹持器的主要尺寸,分析了车轮夹持器的受力情况,计算了其主要的力学参数.     

基于激光跟踪仪折射补偿的三维模体定位精度原位检测方法

提出了基于激光跟踪仪折射补偿的三维模体定位精度原位检测方法,建立了ADM和IFM测距误差补偿与靶球空间位置坐标求解模型,进行了理论模型验证实验与三维模体定位精度检测对比实验,实现了激光跟踪仪在玻璃介质下的高精度测量。实验结果表明:X、Y、Z坐标补偿前后的平均偏差分别由3.410mm、0.407mm、1.732mm减小到0.022mm、0.015mm、0.035mm,相邻点距离的平均偏差由0.266mm减小到0.017mm,与空气中激光跟踪仪的测量精度相当。在此基础上,以无玻璃遮挡的悬挂式检测方法为基准,两种方法测得的定位误差基本吻合。最后,利用蒙特卡洛法分析得到相邻点距离测量误差的标准差为0.012mm,满足检测要求。     

气体静压导轨气膜厚度的电容式测试方法

气体静压导轨是超精密工程的核心基础技术之一,其气膜振动是影响加工精度的主要因素。提出了一种气体静压导轨气膜厚度的电容式测试方法,将气体静压导轨的节流器工作底面与实验台面当作电容式传感器的2个极板,当气膜厚度发生变化时,电容将产生较大变化。通过测量节流器与工作面间的电容,计算得到气膜厚度值。同时建立了不同凹面节流器电容与气膜厚度的数学模型。实验利用电容测量仪与电感测微测头同时对气膜厚度进行测量,结果显示两者误差为0.42μm,为气体静压导轨气膜厚度的测量提供了新的方法。     

气体静压导轨刚度讨论与误差源分析

针对目前国内外超精密工程与技术中微小误差源的识别及其对结构设计的影响问题,重点分析了气体静压导轨这一核心部件.对4种常用的导轨型式,即正方形、三角形、梯形及,一形导轨的自身刚度、气膜刚度与工作时气流随机振动引起的微观误差逐一进行分析,提出在卧式使用且刚度不大的情况下,为保证加工及测量精度,应尽量采用n形导轨.研究可为相...     

空气弹簧隔振平台调平精度影响因素分析

针对四个空气弹簧支撑的隔振平台自动调平系统产生误差的原因进行了较全面地分析.从倾角传感器本身精度、安装误差、零漂及温漂、气动滞后性、电磁阀响应频率等方面对调平系统精度的影响进行了详细介绍,并最终定量地给出了这些因素造成的误差.最后针对上述误差及其产生的原因提出了相应的补偿对策,进而为提高空气弹簧隔振平台调平精度探测出一条有效途径.     

高精度三维螺纹测量机接触式扫描测头动态特性研究

扫描测头是高精度三维螺纹综合测量机的核心部件,其动态特性严重影响了整机的精度.为了提高测量机的精度,对高精度螺纹三维尺寸测量线性扫描测头的动态特性进行了研究.首先分析了三维螺纹综合测量机用扫描测头的测量原理,然后建立了动态特性模型并提出了影响动态测量结果的因素,最后通过实验验证了这种测头结构的动态特性和测量处理方式的有...     

螺纹量规三维数字化计量模型参数计算及精度分析

针对实体螺纹量规加工难、成本高、易磨损、检定工序繁琐等问题,提出了一种基于三维点云的螺纹量规数字化计量模型建立及参数计算方法。为实现实物螺纹量规数字化,首先获得其三维数字化模型,并获取模型大径、中径、小径、螺距与牙型角等关键参数。其次对模型进行单项误差与综合误差分析,得到各参数相对误差均小于5%。最终得到数字化模型各项参数的不确定度与扩展不确定度,证明螺纹量规数字化计量模型的准确性。该结果为螺纹量规数字化发展提供了研究基础,对计量行业的数字化转型具有参考价值。     

凹面气体静压导轨的设计

在空气静压导轨设计中,工作面面型是主要设计参数之一.为了得到分布较为均匀的流场,设计了一种凹面气体静压导轨,其中凹面可以是光滑的凹球面、凹圆锥面、凹拱形面.对一个工作面为凹圆锥面,另一个工作面为平面的气体静压导轨进行理论分析与仿真计算.对有无开设均压槽两种情况下导轨工作面压强分布进行对比分析.结果表明:凹面气体静压导轨可以有效抑制振动,在工作面开设均压槽也可以减小振动.该研究对静压面面形及导轨设计具有重要意义.