抛光机磨头结构改进及其对振动的影响实验研究

为了降低摆动式抛光机磨头振动,对现有磨头的结构进行了改进。建立了改进后磨头的激振力方程,分析了改进后磨头的减振机理。由一系列的改进前与改进后磨头振动加速度的对比实验表明,改进后磨头振动性能优于改进前的磨头,有显著的减振作用。     

冲击-切削联合破碎瓷砖机理与建模

为了研究磨头磨粒的破碎瓷砖机理,分析抛光机的结构和运行原理,提出磨粒在冲击与切削联合作用下破碎瓷砖,并分析其机理。建立磨粒冲击破碎瓷砖和切削破碎瓷砖的模型,综合理论分析得出：磨头转速、磨头压力、磨粒粒度号是影响瓷砖破碎的主要因素。多磨块磨头可以提高瓷砖的磨削深度。     

摆动式抛光磨头动力学特性正交试验研究

设计并搭建了摆动式抛光磨头动力学特性实验平台。通过加速度传感器测量磨头工作时的振动信号,基于磨头工作时的振动影响因素,开展了以磨头主轴转速、磨头压力和磨块粒度号三个参数为因素的正交试验,通过分析对比试验数据及信号瀑布图,得到以抑制振动为目的的最佳匹配抛光参数。试验研究结果为摆动式抛光磨头在抛光机上的应用提供参考。     

新型往复式抛光机磨头创新设计及动力学分析

为了研究大规格瓷砖加工设备,提出一种新型往复式抛光机磨头。从结构原理上继承了摆动式抛光磨头的优势,弥补了存在的缺陷,达到了加工大规格瓷砖的要求。以新型往复式抛光磨头磨块座系统为研究对象,建立力学和动力学模型。得出磨块座系统中动点的运动轨迹是沿着y方向的直线运动,同时分析得出磨块质量小于其他（除磨块以外）质量可以保证新型磨头的结构稳定性。     

瓷砖抛光轨迹对振动影响的实验研究

为了研究瓷砖微观轨迹对振动的影响,对粗、中、精抛瓷砖进行了SEM实验,同时对抛光机磨头进行了振动实验。通过SEM实验得出瓷砖两端为平行轨迹,中间为交叉轨迹。通过振动实验得出：粗抛阶段,平行轨迹处振动大,交叉轨迹处振动小;中、精抛阶段,平行和交叉轨迹对振动影响很小,磨头运行平稳。     

螺旋槽干气密封气膜刚度测试与稳定性分析

干气密封的关键技术是动压效应和稳定性问题,而气膜刚度是影响振动稳定性的主要参数之一。采用高精度改进型的电涡流微型传感器和Labview软件,并采用一系列的抗干扰措施,建立了螺旋槽干气密封的测试系统。通过测量干气密封的轴向静环振幅和轴向气膜振幅,而获得气膜刚度,并分析了其气膜振动的稳定性。试验研究表明：随着转速的增加和压力的升高,气膜刚度随之增大,气膜稳定性越好。本例中：压力变化范围为0.2-0.5MPa,转速变化范围为500 - 3000 r/min,得气膜刚度值的变化范围为0.01 - 0.03 KN/μm,且气膜刚度分别与压力和转速基本成线性关系;试验中测试了三种不同螺旋角的样机,得螺旋角为74°时,气膜刚度最大,气膜稳定性最好,选取合适的螺旋角可增加气膜的稳定性,从而对结构参数的优化提供了指导。     

流体引起的空调管路振动分析与实验研究

结合流体动力学和结构动力学分析了空调室外机管路系统由流体引起的振动问题。采用有限元方法建立了管路系统的动力学模型,并通过模态试验验证了模型的准确性。使用流体动力学方法分析了管内流场,获得管道内壁的表面压力,并以压力作为激励,结合实验验证后的管路动力学模型进行了谐响应分析。通过管路ODS(Operational Deflection Shapes)实验,验证了由流体引起的管路振动分析方法的可靠性和有效性。研究表明:管路理论模态分析与实验结果基本吻合,确保建立的动力学模型的准确性,为后续分析的准确度提供了基础;管路振动分析与ODS实验对比结果在低频段理论与实验吻合较好,而在高频段误差较大。分析了误差产生的原因,为后续研究指明了方向。     

基于叶尖定时的旋转叶片同步振动辨识新方法

为掌握旋转叶片在不同工作转速下的振动特性,利用叶尖定时测振系统对旋转叶片进行振动测试。分析了基于变速扫频测量的速矢端迹法理论,设计了一种多传感器辨识叶片同步振动的新方法。运用该方法对某型号航空设备的旋转叶片进行振动测量实验,准确地辨识出不同转速下旋转叶片的振动倍频、动频、振幅及阻尼系数等参数。频率和振幅辨识重复性精度分别高达0.0072Hz和5.7um。正确绘制出叶片振动坎贝尔图,实验辨识结果与叶片理论设计结果基本一致。     

基于叶尖定时的旋转机械叶片振动频率辨识ESPRIT方法

基于叶尖定时原理采集的旋转机械叶片振动信号是多频率混叠的欠采样信号,通过分析振动信号的数学模型,提出了在均匀转速下利用两个叶尖定时传感器构成有延迟的双通道,采用旋转不变子空间技术(ESPRIT)辨识多个叶片振动频率的新方法。介绍该方法的理论依据,推导了频率估计解模糊的具体步骤,通过计算机仿真和模拟振动平台气激实验分析该方法频率估计性能,验证了其在工程实践中的有效性。     

双变激振超细振动磨电机驱动转速多工况组合优选研究

针对恒速振动电机振动磨在超细粉碎过程中易出现物料团聚而引起颗粒细化难度增大、超微粉碎发展受限的情况,提出振动电机转速、激振偏心块矢径随时间变化的双变激振方式,结合Adams仿真及样机试验对电机转速变化曲线进行优化,从而实现了对高振强特性超微粉碎激励方法的研究。通过模拟分析振动磨机不同转速工况下的运动响应特性、振强变化规律,对电机转速最佳变化范围和组合效应进行研究,以平均粒径为10μm的金刚石粉末为研磨对象进行120 h新型振动磨机的碎磨试验,从而验证了组合优选所得到的电机转速变化曲线能够使得颗粒进一步细化。     

双质体振动磨动力学建模及参数优化

针对多自由度振动磨系统建模困难以及动力学参数优化设计的需要,根据拉格朗日方程建立双质体振动磨6自由度动力学方程,利用数值分析方法分析了系统的动力学响应,并通过振动测试试验验证了模型的有效性。在振动微分方程的基础上研究了激振器转速对振动磨动力学特性的影响,仿真结果表明在一定范围内,转速越大,振动强度越大,但振动幅值越小。为了使振动磨产生更好的粉磨效果,对激振参数进行优化分析。利用模态分析获得双质体振动磨的固有频率和振型,分别从振动强度和共振频率两个角度确定系统激振器转速的上下限,得到转速的最佳取值范围。在实验室振动磨样机上进行参数优化后的粉磨试验,实验结果表明,改进后的振动磨机金刚石粉体产品d50达到0.27µm,较之前有所细化,验证了参数优化具有一定的工程效果,为振动磨超微粉碎的动力学设计和产品开发奠定了基础。     

磁流变阻尼器控制砂轮振动实验

砂轮振动是磨床磨削过程中产生工件加工表面振纹,影响加工质量的重要因素。针对砂轮不平衡引起主轴振动,搭建砂轮振动控制实验台,模拟磨床工作状态。在砂轮主轴上安装磁流变阻尼器,实验研究阻尼器对砂轮振动控制影响规律。结果表明,在砂轮机工作转速下,阻尼器通入电流,砂轮主轴振动峰峰值及转频振动幅值均有明显下降,降幅随电流增大而增大。通过分析时域及频域波形,可知阻尼器能有效抑制砂轮主轴振动,使砂轮振动保持在较低水平。     

轴向超声振动辅助磨削的磨削力研究

假设未变形磨屑厚度服从瑞利分布,推导了切削变形力的计算表达式;根据磨粒与工件的相对运动,探讨了超声振动对摩擦力的影响,分析了超声磨削时磨粒在砂轮切线方向上的摩擦力变化规律。综合切削变形力和摩擦力的理论分析,建立了轴向超声振动辅助磨削中磨削力的预测模型。对比实验的研究结果表明：由实验得到的磨削参数和振动参数对磨削力的影响规律与理论分析相一致,且仿真计算结果与实验测量结果的变化规律一致,从而验证了磨削力模型的可行性。     

基于局部切空间排列和最小二乘支持向量机的气缸压力识别

为了提高缸盖振动信号恢复气缸压力的识别精度,提出一种基于局部切空间排列(LTSA)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的气缸压力识别方法。首先提取缸盖振动信号时域、频域及小波包能量域特征,组成高维特征集,利用LTSA算法提取高维特征集的低维本征流形特征,然后把降维后的特征参数集作为LSSVM模型输入,缸压信号作为LSSVM模型输出,通过多个样本对LSSVM模型进行训练,从而获得气缸压力的重构模型。试验结果表明:基于局部切空间排列和最小二乘支持向量机的气缸压力识别方法具有精度高、泛化能力强等优点。     

Ductile streaks in precision grinding of hard and brittle materials

Ductile streaks produced during diamond grinding of hard and brittle materials have aided the subsequent process of polishing. Two novel techniques were used to study the formation of ductile mode streaks during diamond grinding (primary process) of germanium, silicon, and glass. In the first technique, aspheric surfaces were generated on Ge and Si at conventional speeds (5000 rpm). In the second technique, diamond grinding of plano surfaces on glass and Si surfaces using high speed (100,000 rpm) was carried out. Form accuracy, surface finish and ductile mode grinding streaks are discussed in this paper. It was found that resinoid diamond wheels gave more ductile streaks than metal-bonded wheels but better form accuracy was obtained with the latter. Ductile streaks were obtained more easily with pyrex rather than with BK 7 glass thus necessitating very little time for polishing. Ductile streaks appeared in abundance on germanium rather than silicon. Both the novel grinding techniques were used on CNC machining centres.     

亲水性固结磨料研磨垫自修整机理探索

自修整特性是亲水性固结磨料研磨垫(FAP)的重要性能之一.为了探究其自修整的实现机理,使用PHL-350型平面高速研磨抛光机对K9玻璃圆片进行马拉松式实验.研究了研磨压力和孔隙对研磨垫自修整性能的影响.实验表明:研磨压力从0.15 MPa提高到0.20 MPa,研磨垫的自修整效果显著提高,经过一段时间后,1#研磨垫和2#研磨垫的材料去除速率分别保持在10μm/min和8μm/min以上.同时,成孔剂的加入使基体砂浆磨损率提高了近7倍,提高了固结磨料研磨垫的材料去除速率的稳定性.因此,提高压力和适当弱化基体有助于实现固结磨料研磨垫的自修整过程.     

立式玻璃磨边机砂轮离心振动特性分析

针对立式玻璃磨边机砂轮架的结构特点,建立其动力学模型及系统运动微分方程,导出砂轮离心力作用下砂轮架与砂轮振动的稳态响应幅值及其动力放大因子β1、β2的理论计算公式,着重分析砂轮离心力激振下砂轮架及砂轮的振动特性及规律,结果表明：β1、β2的大小和砂轮与砂轮架的质量之比µ、固有频率之比α,砂轮角频率与固有频率之比λ,阻尼比ξ等因素有关;合理选择µ、α、ξ值,可使砂轮与砂轮架具有相同且较小的动力放大因子;避免砂轮工作在λ=0.9~1.1对应的转速范围内,可有效减轻砂轮架及砂轮的振动程度。研究结果突破了现有研究将砂轮轴刚性化处理、试验测试装备复杂等缺陷,具有物理概念清晰、计算简单等特点。