新型扭矩—轴向力传感器标定研究

扭矩—轴向力传感器是研究复合振动攻丝过程的重要装置。在振动攻丝机上安装扭矩和轴向力传感器,可以实现扭矩和轴向力的在线测量,对研究在振动攻丝过程中扭矩和轴向力的关系具有重要意义。为了研究新设计的扭矩—轴向力传感器的基本特性,选择了标定设备和标定方法对传感器进行静态标定和动态标定,得出传感器的静态特性和动态特性指标,为进一步设计和改造传感器结构提供理论依据。     

应用多项式拟合估测YSF牙腹锁定精密螺帽静态松脱力矩

本研究主要是利用多项式拟合,来估算牙腹锁定精密螺帽于模式三之防松脱能力,使用M20×1．5P、M30×1．5P、M40×1．5P、M50×1．5P之牙腹锁定精密螺帽分别以轴向力4900N、7300N、8500N、9800N、14700N,于扭力一轴向力试验机量测其松脱力矩,再将其松脱力矩应用多项式拟合求出方程式,藉以估算牙腹锁定精密螺帽在不同轴向力下之松脱力矩,并发现其方程式之常数可以解释为固锁模式二之松脱力矩。     

多级高压离心泵轴向力平衡装置研究与应用

多级高压离心泵存在效率低、能耗高、维护成本高的问题。采用一种全新的方法，通过建立压力室“动态平衡轴向力”使多级高压离心泵主轴在轴向方向处于“浮动状态”保护盘与U形平衡环无接触摩擦。     

复合轴向力加载装置设计与力控制

为满足航空发动机主轴承试验对轴承精确稳定轴向载荷的需求,分析了复合作用于试验轴系的预压紧弹簧力和液压力的设计原理,设计了具有内置微型力传感器的复合轴向力加载装置,基于抗扰控制理论设计扩张状态观测器对反馈信息进行观测,并结合非线性PID控制器制定复合轴向力控制策略。在航空发动机主轴承双转子试验机上开展应用,试验结果表明:复合轴向力加载装置及其力控制方法能够很好地实现轴向加载力的精确控制。     

主轴轴向窜动检测力装置

我们针对《金属切削机床精度检验》标准(GB2670—82)中,有关机床主轴周期性轴向窜动检验要求规定,设计了一种检测主轴轴向窜动的装置,经使用于实践,效果良好。现简介如下。 1.检测装置的结构: 装置由三部分组成,即主轴轴向窜动检验部分、支承部分和测力部分。轴向窜动检验部分(见图1)由检验心轴,钢球,千分表,平面测头等组成。轴向力均匀地作用在主轴端面上,千分表固定在机床大拖板上或刀架上,将千分表上的球形测头取下,装上平面测头,以达到提高     

软囊式水下力传感器的力学特性与设计原则

以水下机器人用多轴力传感器的压力平衡结构为研究对象,基于液体的可压缩性,根据弹性薄壳力学分析,选择长壳理论研究软囊变形,并对其进行修正。指出软囊变形所引起的额外轴向力对设计和使用水下力传感器是不可忽视的,提出软囊式压力平衡传感器内外压力差的迭代算法,推导出软囊式压力平衡的内外压差、额外轴向力及相关公式。分析压力差在传感器上产生的额外轴向力及有关的影响因素,总结软囊式压力平衡能够胜任大压力平衡,且对大压力下的微小压力具有极强的平衡能力的特点。得出软囊式水下力传感器结构应紧凑、长径比应小、壁厚应尽可能小、内部存油液应少的设计原则。     

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。     

基于NewSpilad的高速电主轴静动态特性分析与研究

文章通过NewSpilad软件对电主轴进行静态和模态分析,探究轴承预紧力和主轴悬伸量对主轴刚度及固有频率影响。结果表明：调整轴承的预紧力对主轴径向刚度影响很小,变化量在20%以下;轴向刚度影响较大,变化量在50%以上;对主轴的固有频率影响较小,最大变化量为24%;增加悬伸量对主轴轴向刚度影响较小,变化量在5%以下;对径向刚度影响较大,变化量在13%左右;一阶固有频率有提升趋势。并通过主轴静动态特性测试试验验证,对比发现有限元分析结果与实际测试结果误差在10%以下。该研究结果为主轴静动态特性分析提供理论基础,进一步提升了主轴设计开发能力。     

AF1410超高强度钢扩孔参数对刀具寿命及材料去除率的影响

AF1410钢作为一种低合金超高强度钢被广泛应用于飞机起落架、军工兵器制造和船舶等结构件,是典型的航空难加工材料。通过对AF1410钢进行AdvantEdge仿真和扩孔正交试验,探究分析扩孔参数对轴向力、刀具寿命和材料去除率的影响。试验结果表明,轴向力随着主轴转速的增加而降低,随着进给速度的增加而增加;在仿真试验中,主轴转速对轴向力的影响大于进给速度,实际加工时由于冷却切削液降低了高温产生的热软化效应,使进给速度对轴向力的影响大于主轴转速;加工中刀具磨损严重,寿命短,为提高刀具寿命,可选择低进给速度、高主轴转速的参数组合;进给速度与材料去除率线性相关,在综合优先考虑轴向力与刀具寿命的情况下,进给速度40mm/min以及主轴转速800r/min为最佳工艺参数。在实际生产加工中,此项研究有利于提高AF1410钢的加工质量,降低生产成本。     

CONFORM挤压机设计研究

分析了CONFORM连续挤压机主轴系统工作时的受力情况,得出主轴受热伸长时在主轴系统产生很大的轴向力,这些轴向力对设备性能影响非常大;设计出一种新型联轴联接主轴,此联轴器在受很小轴向力的作用时,允许被联接轴作轴向游动,基本消除了轴向力。因此消除了轴向力对设备性能的有害影响。此方案应用于LJ300连续挤压机,效果十分理想。     

机床主轴轴承热诱导预紧力自补偿方法

针对高速机床主轴轴承在主轴转速、负载及初始预紧力影响作用下,产生附加热诱导预紧力的问题,提出一种基于分离式隔圈的机床主轴轴承热诱导预紧力自补偿方法,实现了主轴轴承热诱导预紧力自补偿。首先,建立了主轴单元热结构耦合分析模型,分析了不同温度及载荷下,分离式隔圈的轴向相对位移;其次,利用高速机床主轴轴承试验平台研究了补偿前后不同主轴转速和初始预紧力下主轴单元振动和轴承温升的变化规律。结果表明,隔圈相对位移随温度成线性变化,而初始预紧力对其几乎没有影响;且采用分离式隔圈相较于传统的一体式隔圈,主轴单元振动略有增加,但轴承温升显著减小,说明所设计分离式隔圈能够有效降低热诱导预紧力。     

高速电主轴静刚度仿真与实验研究

主轴静刚度是评价电主轴静态特性的一项重要指标,对保证精密数控机床的加工精度至关重要。基于典型工况下切削力和角接触球轴承径向刚度计算公式,通过建立的主轴-轴承系统三维有限元模型,仿真获得了在指定工况下电主轴前端轴向变形量及主轴静刚度。在搭建的实验平台上对电主轴进行了静刚度实验。通过对比仿真结果和实验结果,间接验证了该有限元模型的有效性。基于可靠的有限元模型,进一步仿真获得了电主轴静刚度随前后端轴承预紧力的变化情况。     

小角度螺旋槽钻头加工复合材料的模拟研究

针对碳纤维复合材料制孔时易产生毛刺、撕裂、分层等难题,首次提出了一种螺旋角为10°且顶角为83°的小角度螺旋槽钻头加工碳纤维复合材料的方法,并进行了钻削过程的有限元模拟分析.给出了主轴转速、进给速度、钻头几何角度等对加工过程中产生的钻削轴向力的影响,对比分析了两种钻头加工碳纤维复合材料的轴向力和加工出口质量.结果表明:复合材料的钻削轴向力受主轴转速的影响大于进给速度,并随主轴转速的增大而减小,随进给速度的增大而增大;同时,小角度螺旋槽钻头加工碳纤维复合材料时产生的轴向力小于麻花钻,破坏区域小,加工质量好,更适合碳纤维复合材料的制孔加工.     

水压机涨力柱螺帽紧固方法分析

通过对水压机涨力柱螺帽松动原因及传统的涨力柱螺帽紧固方法的分析,指出了影响涨力柱螺帽松动的原因及松动后造成的危害;论述了紧固涨力柱螺帽的最佳方法——综合紧固法的步骤、涨力柱受力均匀标准和测试调整方法。确定了加热紧固49MN水压机涨力柱螺帽时内外螺帽间弹性伸长量、螺帽旋转角度等参数的数值。     

超精密机床主轴回转误差在线测试与评价技术

为了实现对超精密机床主轴回转误差的在线测试与评价,建立了纳米级在线测试与评价系统。对该系统所采用的测试仪器、干扰抑制、数据处理与指标评价方法进行研究。首先,在某台超精密切削机床上搭建了由5个电容传感器组成的5通道测试模块。接着,以多通道高速数据采集模块实现多通道位移数据模拟量的高速采集。然后,对采集的信号进行必要的干扰信号分离。最后,将5通道位移数据转换为易于理解的轴向误差和径向误差数据,并按照同步误差和异步误差进行分离。测试结果表明:该机床主轴工作转速下的径向同步误差为405 nm,径向异步误差为66 nm;轴向同步误差为59 nm,轴向异步误差为54 nm。能够实现超精密机床主轴回转误差的纳米级在线测试,对于超精密光学加工表面的误差溯源和机床主轴性能分析具有重要意义。     

精密高速磨床主轴支承轴承最佳预紧力计算

研究了精密高速磨床主轴──轴承轴系动学力特性，在旋转轴振动理论和高速球轴承刚度理论的基础上，本文提出了一种新的计算精密高速磨床主轴轴承的最佳预紧力算法。     

旋转超声磨边机床设计与实验研究

为探究旋转超声磨边在瓷砖加工中的应用,使用ANSYS软件对旋转超声磨边机床的超声振子进行模态分析,发现谐振时工具头把纵向振动分解为纵向和径向振动.搭建了旋转超声磨边机床,包括旋转超声磨边主轴和四轴运动测试平台.并且使用机床研究了有无超声情况下主轴转速和进给速度对轴向磨削力的影响.结果表明:在瓷砖磨边过程中,低主轴转速下添加超声振动可减小轴向磨削力;不同进给速度下,旋转超声磨边的轴向磨削力比传统磨边小.     

基于光纤光栅传感器的机床主轴轴承热诱导预紧力研究#br#

针对机床主轴轴承预紧力测试困难、测不准的难题,基于光纤光栅（FBG）传感器实现机床主轴轴承热诱导预紧力的在线监测。建立了考虑滚动体自旋摩擦生热及轴承内外圈与主轴和轴承座之间接触热阻的主轴单元热分析模型,搭建了主轴轴承热诱导预紧力测试系统。通过仿真和实验对比分析了不同转速下主轴单元关键组件温度分布及热诱导预紧力大小。研究结果表明,FBG传感器、热敏传感器所测温度与仿真温度预测结果是一致的,验证了所提出实时测量热诱导预紧力方法的准确性及可靠性。     

高速主轴轴承预紧力技术研究

高性能电主轴单元集合了精密主轴轴承技术、高速电机驱动与控制技术、油气润滑与冷却技术、高速主轴轴承预紧等相关技术,其中高速主轴轴承预紧技术是实现高性能电主轴的关键技术之一.论文着重阐述了高速主轴轴承预紧力研究的目的和意义、轴承预紧力的研究现状以及本实验室对轴承施加预紧力的研究.     

轴系摩擦力矩测试台的研制及其实验

采用步进电机驱动,利用精密力传感器开发了轴系摩擦力矩测试台,通过调节力传感器的安装位置来调节测试台的测量范围,可以实现对不同测量范围被测轴系组件的测试。并利用该测试台对某轴系组件的轴系摩擦特性进行了测试,为控制系统的设计提供必要的设计依据。