高速卷绕机锭轴夹头动态特性测试方法研究

为解决高速卷绕机锭轴夹头筒管位移难以实测的难题,根据高速卷绕机锭轴夹头的结构和工况,提出了一种利用新型激光传感器测量锭轴夹头筒管振动位移的方法。结果表明:该方法的测量数据精确、可靠,可有效防止高频特性的丢失。采用此方法实地测试了高速卷绕机空管时锭轴夹头的稳态响应,验证了此方法用于高速卷绕机锭轴夹头动态特性测试的可行性。     

高速卷绕机筒管夹头系统动力学建模与临界转速分析

对高速卷绕机筒管夹头参数慢变转子系统进行建模分析,介绍了转子、支撑等结构的建模过程及慢变参数卷装的处理方式。按照转子动力学方法计算筒管夹头在三种卷装直径状态下考虑陀螺效应和不考虑陀螺效应时的临界转速。随着变卷装直径增大,筒管夹头转速降低,转子各阶临界转速都在减小,不能将筒管夹头看成是定常系统而运用结构动力学的方法处理;陀螺效应对其高阶临界转速有明显影响,在分析筒管夹头的动力学特性时应该考虑转子陀螺效应的影响。     

“O型”橡胶圈支承件动力学参数的频变特性研究

论述了化纤长丝卷绕机筒管夹头系统中"O型"橡胶圈支承件动力学参数的频变特性测试方法和原理,对"O型"橡胶圈支承件的动力学参数的频变特性进行了测试研究。根据试验所得的刚度系数-频率曲线以及阻尼系数-频率曲线变化规律,运用非线性最小二乘拟合出"O型"橡胶圈支承件的动力学参数频变特性方程,可为化纤长丝卷绕机筒管夹头支承系统的频变参数动力学分析设计提供重要支撑。     

高速数控车床进给系统切削运动平稳性分析

高速数控车床的进给系统是其重要部件,其切削运动平稳性对产品的加工质量影响非常突出.分析了高速数控车床进给系统切削力,应用ADAMS软件建立了高速数控车床进给系统刚体和柔性体结合的动力学虚拟样机,为了提高分析效率,对高速数控车床进给系统原始设计进行了简化,这些简化均不会对整体应力分布有明显影响.通过仿真分析,得到了高速进给系统X向进给平台质心的X、Y、Z三个方向运动轨迹的误差曲线,仿真结果验证了所设计的高速车床进给系统达到了要求,为高速数控车床进给系统的设计提供了依据.     

高速液压夹头结构的优化设计

高速夹头是高速加工工具系统的重要组成部分,被广泛用于中轻加工载荷的高速加工,其性能直接影响高档数控机床的性能及加工质量。通过高速液压夹头/刀具模型有限元分析发现:夹头/刀具接触应力分布不均,夹头油腔转角过渡区域应力集中。本研究对油腔转角区域采用单元弧过渡形线,基于结构优化设计理论和优化方法,利用Ansys优化分析模块对夹头/刀具模型进行优化。结果表明:结构优化改善了夹头/刀具接触应力分布,降低了夹头液压腔转角过渡区域应力集中和减小了接触压力峰值,提高了高速液压夹头的可靠性和稳定性。     

高速HSK液压夹头及工具系统的不平衡响应

高速夹头是高速加工工具系统的重要组成部分,其性能直接影响高档数控机床的性能及加工质量。利用有限元分析法,分析不平衡量产生的惯性离心力对带有液压夹头的HSK工具系统动态性能的影响,系统地揭示了刀柄节点、夹头节点和刀尖节点位移的变化规律:随着激振频率的升高,工具系统刀尖、夹头和刀柄位移响应幅值逐步增大;随着不平衡量增大,刀尖、夹头和刀柄动态位移响应幅值呈线性增长,为HSK液压夹头及工具系统的优化设计和其动平衡的控制提供了理论依据。     

络筒机卷绕部分设计分析

针对络筒机的卷绕部分做进一步的设计分析,主要是研究筒管的传动方式、卷取机构的相对位置、接触压力的调节等方面的问题。     

风电机组变桨轴承的动态柔性特性研究

针对传统变桨轴承方法中的刚性假设不能反应变桨轴承动态运行特点的问题,引入了在线测试与仿真分析技术,对变桨轴承动态柔性特性进行了研究。分析了变桨轴承运行的受载特点,提出了一种基于应变载荷测试与位移传感器的在线测试方法,以测试风电机组不同功率下变桨轴承内外圈轴向位移、径向位移和载荷;建立了考虑周边结构与变桨轴承柔性的变桨系统有限元模型,并以在线测试所得载荷作为有限元分析输入载荷,进行了仿真分析;最终对不同功率下的变桨轴承轴向位移、径向位移测试数据与仿真数据进行了对比分析。研究结果表明:变桨轴承载荷、变桨轴承内外圈轴向位移、径向位移随风轮转动呈现周期性交替变化规律,不同位置变化规律特点不同,体现了变桨轴承的动态柔性特性;该特性可应用于变桨轴承可靠性的研究。     

双驴头抽油机变参数柔性连杆机构动态仿真系统

双驴头抽油机游梁后臂由半径可变的圆弧构成,其有效长度在运动过程中随驱动绳与后驴头的变化而改变,目前通用的动力学仿真软件无法实现该机构的动态仿真。根据双驴头抽油机变参数柔性连杆机构的传动特点,建立双驴头抽油机的运动特性方程,并提出双驴头抽油机运动特性函数的求解算法。该算法为实现双驴头抽油机的系统仿真提供有效的数学模型。针对双驴头抽油机变参数柔性连杆机构缺乏适用的动态仿真系统问题,开发双驴头抽油机动态仿真系统。该系统分为虚拟样机支持模块、CAD分析模块、数据管理模块和实体仿真模块,能够进行双驴头抽油机系统的三维动态仿真和虚拟环境下的性能分析,为抽油机设计提供有效的参考。最后通过CYJ145型双驴头抽油机的仿真试验验证该系统的可用性。     

混合陶瓷轴承在化纤卷绕头上的应用

将化纤高速卷绕头的全钢轴承改进为新型混合陶瓷球轴承,对新型轴承结构参数进行合理设计并对其进行温升、振动试验;结果表明,经过改进的陶瓷轴承使用性能得到了较好的改善、滚动疲劳寿命增加了4倍.     

高速精密动力卡盘分析与建模

高速精密动力卡盘设计要求载荷大、变形小、安全系数高,通过建立高速精密动力卡盘在切削力作用下的卡盘高爪受力模型,分析了带离心力补偿机构的卡盘结构,并针对刚度对称的卡盘提出了精密的夹紧力损失模型,为动力卡盘的优化设计提供了重要的理论参考.     

高速精密动力卡盘的参数化系列化开发

为解决高速精密动力卡盘设计开发成本较高、周期较长的问题,在简要介绍若干种产品参数化系列化设计方法与技术的基础上,提出利用现有CAD软件UG NX,对动力卡盘零部件进行设计时,首先应分析其各个设计特征参数的关联性,然后建立全参数化的模型驱动表,完成了动力卡盘各部件的系列化开发。该方法能够大大缩短研发周期,对实现卡盘设计、制造的标准化起到了推动作用。     

高速精密动力卡盘的参数化系列化开发

为解决高速精密动力卡盘设计开发成本较高、周期较长的问题,在简要介绍若干种产品参数化系列化设计方法与技术的基础上,提出利用现有CAD软件UG NX,对动力卡盘零部件进行设计时,首先应分析其各个设计特征参数的关联性,然后建立全参数化的模型驱动表,完成了动力卡盘各部件的系列化开发。该方法能够大大缩短研发周期,对实现卡盘设计、制造的标准化起到了推动作用。     

MTS809材料试验系统改造与扩展

基于电液伺服技术的材料或结构试验系统主要由四个子系统组成:机械-动力(源)子系统、传感-伺服(阀)子系统、采集-控制(器)子系统、温度-环境(箱)子系统。先进的材料试验系统的更新换代主要体现在控制系统的更新上。MTS809是典型的拉扭组合材料试验系统,原采用的是模拟控制技术,因时间久远,其控制部分现已不能正常使用。试验系统的功能主要由控制系统和液压夹具等附件实现,由于原设备并未配备通用液压夹具,其试验功能受到限制。针对这两个问题,设计和实施了MTS809材料试验系统的升级改造及其功能扩展项目,项目内容包括配置全数字控制系统、多功能液压夹具和直线作动器。实践表明:新配置的数字控制系统具有较高的控制精度,操作简便;INSTRON液压夹具功能齐全;直线作动器可进行小型结构试验,拓展了材料试验系统功能。     

Optical technique to measure five-degree-of-freedom error motions for a high-speed microspindle

We present an optical technique to measure five-degree-of-freedom error motions of a high-speed microspindle. The measurement system consists of a rod lens, a ball lens, four divided laser beams, and multiple divided photodiodes. When the spindle rotates with its concomitant rotation errors, the rod and ball lenses, which are mounted to the chuck of the spindle, are displaced, and this displacement is measured using an optical technique. For this study, we decide the design parameters of the optical system using ray tracing, fabricate a prototype of the measurement system, and evaluate it experimentally. The results show that the measurement system has a resolution of 5 nm and can be used to evaluate high-speed microspindle rotation errors.     

Experimental study on nanofludic heat pipe hot chuck plate in semiconductor wafer baking process

The temperature uniformity on a heat pipe hot chuck (HPHC) during semiconductor wafer processing has been an important factor to critical dimension (300 mm) uniformity as the feature size of semiconductors decreases and productivity density increases due to the new process of nano size special manufacturing technology. To design the present heat pipe hot chuck system, which has enhanced temperature uniformity for the wafer process, the heat distribution of the system was analyzed experimentally with various working fluids such as water, TiO₂, ATO, ITO, Al₂O₃, and Ag-nanofluids and 8 cell structures. Unlike the conventional solid state chuck, the present heat pipe hot chuck system consists of a heat pipe containing specially charged working fluid. Various working fluids have been tested to find best temperature uniformity feature on the top surface of hot chuck. TiO₂-nanofluid was used and tested as the working fluid of the heat pipe hot chuck system in this paper. The temperature uniformity of upper surface was sustained in the range of ±1°C. A nano-porous layer was observed on the surface with the good result of surface temperature uniformity compared with distilled water.     

基于DSP的智能盘纸接头长度测定仪

在卷烟行业．盘纸接头和盘纸长度均为盘纸检测的重要指标。本文介绍了一种基于DSP芯片TMS320F2407A的盘纸接头、长度测定系统。该系统具有高精度的长度检测和准确的接头检测。并且该系统具有红外光敏检测元件的自我诊断功能．在实际应用中运行稳定，维修率极低。     

基于ADAMS的机床高速主轴虚拟设计系统研究

针对高速主轴在数控机床中的推广应用问题,以加工中心高速主轴系统结构设计和性能分析为重点,应用虚拟设计原理、有限元分析和优化设计技术,对加工中心高速主轴系统在ADAMS环境下进行了动态仿真研究,开发了专用于机床主轴系统设计分析软件系统,给出了部分运行实例。该系统能提高产品的设计质量和设计效率。     

快速夹具的关键部件性能分析与研究

由于夹头的形状特殊，建立夹头的力学模型是快速夹具性能分析的难点。对工件与夹头之间的接触方式提出了假设，依此建立夹头的力学模型，利用空间力系平衡解析条件，求解夹头受力，分析了夹头有限元模型中力的三要素，对夹头进行线性静力分析，并且以此判断夹头的力学性能，最后通过实例应用验证了该方法的可行性。     

数控车床液压卡盘夹紧控制系统的研究

主要研究数控车床液压卡盘夹紧控制系统,建立了动力卡盘的夹紧力和转速之间的关系模型,分析了基于供油压力随速度变化的夹紧力补偿,设计了动力卡盘的夹紧控制系统的油路,通过试验验证了采用液压压力补偿的卡盘控制系统具有较好的高速性能。