数控平面磨床轴动力耦合系统减振方法

将一类平面磨床主轴系统简化为耦合双弹性梁结构,用模态综合法建立其动力学模型,据此,考虑实际工况,设计主轴系统动力减振器,模拟仿真和试验结果表明,在系统加入动力减振振器后,主轴末端振动幅值可得到有效减小。     

数控平面磨床主轴减振方法研究

将一类数控平面磨床主轴系统简化为耦合双弹性梁结构,分别建立了非齐次边界条件下的机架子系统Euler梁和转子子系统Rayleigh梁解析模型,给出了各子系统在模态坐标下的广义动、势能.利用拉格朗日方程进行子系统综合,构造了广义坐标下的系统动力学模型.据此,考虑实际工况,设计了一动力减振器.模拟仿真和试验结果表明,在系统加入动力减振器后,主轴末端振动幅值可得到有效减小.     

基于BTA钻杆扭振的动力减振器设计

在BTA系统深孔钻削过程中，钻杆容易产生扭振。首先，分析了钻杆产生扭振的原因；其次，对使用动力减振器减振进行研究，建立了深孔钻杆系统附加动力减振器后的模型和运动方程；再次，分析了各参数对减振性能的影响，并对动力减振器的参数进行优化；最后，对动力减振器进行结构、安装位置的设计，以保证其减振效果。     

深孔钻削系统扭振动力减振器的优化设计

深孔钻杆在钻削过程中易产生扭转振动,可通过在钻杆支架上设置动力减振器,来抑制钻杆的扭转振动;为了取得良好的减振效果,需要对常规设计方法得到的动力减振器进行优化。首先对深孔钻削扭振减振系统进行简化,得到系统附加动力减振器的运动方程及减振指标;再对动力减振器减振特性进行研究,初步确定最优结构参数的范围;最后根据在现实中的使用情况,提出目标函数对常规设计方法得到的动力减振器的各项参数进行优化。从而使得在结构设计阶段,通过选取合适的阻尼和刚度材料,使其在工作过程中减振效果最佳。     

动力减振器的优化设计

在讨论附加动力减振器系统振动特性的基础上，提出了一种对动力减振器进行优化设计的方法。利用所编制的软件对实例进行了计算，取得了理想的结果。本软件对其它减振器的设计同样适用。     

机械振动学(十)

(二)减震器减震器大体上可分为四类,即利用附加质量的动力作用来消耗能量的动力减振器;利用摩擦力来消耗能量的摩擦减振器;利用自由质量的冲击作用来消耗能量的冲击减振器;利用阻尼来消耗能量的阻尼减振器。下面对其中一部分常用减振器的设计原理作简要介绍。 1.动力减振器 (1)普通动力减振器图4.2-1所示为一有阻尼动力减振器的     

高速动车组减振器载荷特征研究

减振器的主要功能是提供阻尼力以衰减和抑制车辆系统振动,对高速动车组动力性能有十分重要的影响。既有研究主要将减振器处理为阻尼力以研究车辆系统动力性能,极少从动力学和结构可靠性角度关注减振器自身承受的载荷。制作某型高速动车组转向架抗蛇行减振器、轴箱减振器、二系横向和垂向减振器测力元件,在大同-西安高速线路上测试并获得该型动车组运行过程中四种减振器载荷引起的应变信号。对测试数据进行处理和分析,获得高速动车组运行工况下四种减振器载荷的时间历程,分析减振器载荷的时域和频域特征。采用雨流计数法统计减振器载荷峰谷值和频次,获得不同速度等级下载荷分布。结果表明,高速动车组抗蛇行减振器载荷最大、二系横向减振器载荷最小。轴箱减振器相对速度最大、二系横向减振器相对速度最小。减振器载荷总体上呈正态分布,而且一般有列车运行速度越高减振器载荷越大。列车正线行驶时曲线半径对轴箱减振器、二系垂向减振器以及二系横向减振器载荷影响不明显,列车速度和线路小半径曲线对抗蛇行减振器载荷影响明显。     

深孔钻床工艺扭振系统动力减振器优化设计

本文针对附加动力减振器的深孔钻床工艺扭振系统,提出了一种对减振器进行优化设计的方法。可根据不同的使用目的,在多种意义下对减振器进行优化设计,并经实验室切削实验和现场使用,验证了本文分析的正确性。同时,本文的理论分析可以推广应用到其他领域的动力减振器优化设计,是一种实用的设计方法。     

电梯轿厢动力减振器浅析

从系统受迫振动理论出发,导出了绕绳比为1:1的装有轿厢动力减振器的电梯系统动力学模型,并从理论上证明了可以使用多个不同固有频率的减振器来抑制多个不同频率的垂直振动.另外,本文还以-种典型的电梯轿厢减振器为例,阐述了其结构设计方法.     

管段用动力减振器的设计与计算

本文介绍了管道用动力减振器的设计与计算。给出管段和减振器的力学模型,采用这种无阻尼动力减振器,可消减管段的振动。图8,参考文献3。     

基于虚拟样机技术的车床主轴系统建模与仿真

在数控主轴系统的开发研究中,利用Solidedge和ADAMS对主轴系统进行了几何建模和动力学仿真。通过正弦扫频,预测主轴系统的动态响应,将其与试验值相比较,基本吻合,说明了使用柔性体进行系统动力学仿真可以反映在车削过程中主轴系统的运动特性,实现了在虚拟环境中完成主轴系统的可行性研究和设计,提高了设计质量。     

结合部对HSK主轴系统动态特性的影响

根据HSK主轴系统的工作原理,在ANSYS软件中建立了HSK主轴系统的动力学模型。其中,各结合部都简化为均布弹簧单元,各部件简化为多段梁,并使用Timoshenko梁理论和有限元理论系统分析结合部对HSK主轴系统动态特性的影响。模态实验和有限元分析结果对比证实了Timoshenko梁理论分析HSK主轴系统动力学模型动态特性的可行性和有效性。提出结合部对主轴系统各阶模态影响的研究思路,并利用ANSYS有限元软件中的谐响应分析模块,分别研究了轴承-主轴、主轴-刀柄和刀柄-刀具各结合部对HSK主轴-热装刀柄-刀具系统刀尖点频响函数的影响,提出了相应的抗振措施。     

A novel 5-DOFs dynamic model of aerostatic spindle considering the effect of process damping in ultra-precision machining

The existing aerostatic spindle dynamic model only analyses the effects of mass imbalance and external load, ignoring the influence of cutting system on the spindle dynamic characteristics under cutting conditions. In this paper, a 5-DOFs aerostatic spindle dynamic model is established considering the influence of the micro-scale non-linear dynamic performance of the aerostatic spindle and cutting process damping. First, an analytical identification model of process damping with blunt circular cutter is established. Then, the micro-scale dynamic characteristics of the aerostatic spindle are analyzed and a 5-DOFs aerostatic spindle dynamic model is established considering the influence of process damping. Finally, the model is simulated and the influence of process damping on the dynamic characteristics of aerostatic spindle is analyzed. The simulation results show that the process damping of the cutting system has a significant influence on the dynamic characteristics of the aerostatic spindle. This study can provide theoretical guidance for coupling research of cutting system and spindle system.

     

高速电主轴动态设计方法

基于传递矩阵法与滚动轴承分析理论，研究高速电主轴的轴系动态特性分析方法，用Matlab工具研发了一套电主轴动态分析与设计通用软件。以某高速磨削用电主轴为例，完成其动态分析与结构优选设计。结果表明：所提出的电主轴动态设计方法可行，研发的高速电主轴动态设计通用软件可成功地用于产品设计。     

Variations of instability in a rotating spindle system with various bearings

To drive the speed of spindle faster and faster, especially for micro-via-drilling, the gas bearing–spindle is a must. However, most investigations of the dynamic characteristics of the spindle system are limited to the ball bearing type of spindle. This work examines the dynamic instability of a rotating spindle system with various bearings to elucidate the difference between the ball and gas bearing–spindle systems. A round Euler–Bernoulli beam is used to approximate the spindle. The Hamilton principle is applied to derive the equation of motion for the spindle system, and the multiple scales perturbation method is employed to solve the instability solution of the system. The effects of bearing types and speeds of rotation on the dynamic characteristics and instability of a rotating spindle system are further studied.     

Analysis of the machining stability of a milling machine considering the effect of machine frame structure and spindle bearings: experimental and finite element approaches

Chatter vibration has been a troublesome problem for a machine tool toward the high precision and high-speed machining. Essentially, the machining performance is determined by the dynamic characteristics of the machine tool structure and dynamics of cutting process of spindle tool. Prediction of the dynamic behavior at spindle tool tip is therefore of importance for assessing the machining stability of a machine tool at design stage. This study was aimed to evaluate the machining stability of a vertical milling system under the interactive influence of the spindle unit and the machine frame structure. To this end, a realistic finite element model of a vertical milling tool was generated by incorporating the spindle-bearing model into the head stock mounted on machine frame. The influences of the dynamics of spindle-bearing system and the machine frame structure were investigated respectively. Current results show that the machine tool spindle system demonstrates different dynamic behaviors at different frequency ranges, which are also characterized as structural modes and spindle modes, respectively. In particular, the maximum compliance of spindle tool tip was found to occur at the bending vibrations of spindle shaft and vary with the preload amount of spindle bearing. The machining stabilities were predicted to different extent, depending on the exciting modes which could be related to the influences of machine frame and spindle unit.     

液体静压主轴油膜滑移现象的分析及试验研究

针对液体静压主轴运动过程中动态特性问题,研究微尺度下油膜滑移对轴承承载力,刚度及动态刚度的影响。把微尺度下发生的速度滑移引入到油膜性能方程中,结合液体静压主轴系统平衡方程推导出了主轴系统承载力、刚度及动态刚度表达式,研究了油膜初期主轴静动态性能及油膜动刚度特性。从仿真结果中得到油膜滑移的发生使得承载力及刚度增大,最大刚度对应油膜厚度减小。最后刚度检测试验间接得出了实际主轴系统油膜流动过程中,存在油膜微滑移现象。本项研究为液体静压主轴微尺度下油膜滑移现象及性能的研究探索了一条新途径。     

考虑结合面和轴向力的主轴系统动力学特性

汽车覆盖件淬硬钢模具由于硬度高,在铣削过程中动态铣削力大,易发生颤振,而主轴系统动力学特性直接影响铣削稳定性。为了准确建立主轴系统动力学模型,考虑主轴系统铣削状态下产生的轴向铣削力和离心力对主轴结合面接触刚度的影响。通过分析得到,轴向铣削力对主轴结合面接触刚度有强化作用,使主轴系统固有频率有微小的增加;而离心力对结合面接触刚度有软化作用,随着主轴转速升高,系统的固有频率减小,尤其高转速时主轴系统的动力学特性偏差较大,对比而言离心力的软化作用多于轴向铣削力的强化作用,故主轴系统在铣削过程中动力学特性相比静止无载状态下仍是软化现象;分析结合面预紧力、刀具参数等因素对主轴系统动力学特性的影响规律,为准确分析主轴系统动力学特性和预测铣削稳定性提供理论参考。     

增广传递矩阵算法在机床主轴系统静动态特性分析中的应用

以ＣＹ６１４０型普通车床主轴系统为研究对象，在集中参数模型的基础上，采用增广传递矩阵法，编制了机床主轴部件静动态特性计算的计算机程序，并应用该程序对机床主轴系统进行了静动态特性的分析计算。     

机床主轴系统支承动态参数识别方法的研究

对传递矩阵法识别机床主轴系统支承动态参数的原理和应用进行了研究，并在此方法中引入了“拟合圆法”，以提高识别精度，用在此基础编制的计算机程序，在主轴系统实际安装条件下，根据各测点的位移异纳试验数据，对机床主轴系统支承动态参数进行了识别计算。