液体静压主轴回转误差的形成机理研究

液体静压主轴是精密、超精密机床的核心功能部件,虽然已在工程领域获得广泛应用,但其回转误差的形成机理长期以来并不明确。利用现有的静压主轴计算模型,难以对主轴从静平衡位置到动态回转误差轨迹的过渡过程进行定量精确的计算和仿真,难以揭示出回转误差运动的扰动因素与主轴位置、轴承流量和油膜力等因素之间的内在联系,因而不能从物理本质上合理解释静压主轴回转误差的形成机理。建立了液体静压主轴回转误差的动力学模型,采用全程动网格方法、平衡位置动网格方法和平衡位置油膜刚度阻尼等三种方法,定量再现了主轴从轴颈与轴承的同心初始位置到形成回转误差运动轨迹的过渡过程,揭示了静压主轴形成平均回转中心和回转误差时扰动因素与主轴合力、轴承流量和轴心位置之间的相互影响规律。采用最小二乘法对回转误差轨迹进行评价,对比分析了三种方法计算结果存在差异的原因,提出了可同时兼顾计算效率和计算精度的将动网格与油膜刚度阻尼相结合的回转误差计算方法。     

液体静压主轴的回转精度规律及其极限预测

液体静压主轴是精密、超精密机床的核心功能部件,对机床的加工效率、加工精度和加工表面质量具有直接而重要的影响.回转精度是液体静压主轴的关键性能,目前学术界和工程界对回转精度的各种评价指标之间的内在联系尚缺乏统一认识,对回转精度的机理和形成规律尚缺乏深入研究.系统分析了回转精度各种评价指标和测试方法之间的内在联系,明确了不...     

提高静压轴承主轴系统回转精度之途径

液体静压轴承作为静压支承用于机床主轴系统中日见增多,因此进一步提高静压轴承主轴系统回转精度已成为当务之急,现将我们在高精度仪表车床中就这个方面研究实践总结介绍给大家。 1.合理选用轴承,保证主轴加工精度液体静压轴承结构常有圆柱平面、球面、锥面等几种类型。同一类型轴承的不同组合,产生不同的效果。如图1中的(a)、(b)、(c)分别是双圆柱与双平面轴承组合的三种方式,由于平面止推轴承位置不一,在相同的零件加工精度、装配及工作条件下,它们的回转精度是不相同的。实践证明了(c)回转精度最高,     

精密离心机结构安装误差对主轴回转精度的影响

针对精密离心机的精度控制,建立了精密离心机结构安装误差对静压气体轴承主轴回转精度影响的定量计算模型,运用该模型开展了多方面结构安装误差参量对主轴回转精度影响规律的研究。研究表明主轴回转误差随转盘与静压气体轴承轴线间偏心量、静压气体轴承轴线铅垂度安装误差和转盘与静压气体轴承轴线安装垂直度误差的增加而增大,其中偏心量和垂直度误差对主轴回转误差的影响较大,铅垂度误差对主轴回转误差的影响较小。研究可为精密离心机的设计提供帮助。     

高效精密磨床动静压主轴回转精度的测试研究

对一款高效精密数控磨床砂轮动静压主轴系统的回转精度进行了测试,结果表明该砂轮主轴系统的回转精度很高.综合该砂轮主轴的旋转精度、静刚性、抗振性及热稳定性研究结果,表明是一款性能优良的磨床砂轮主轴.     

主轴回转误差对加工影响的数学描述

就车床、镗床类机床主轴纯径向跳动和终了角度摆动所产生的加工误差进行了单因素分析，并给出了较为精确的数学表达。     

关于机床主轴回转误差对加工精度的影响

简要介绍了机床主轴回转误差的概念及基本形式,分析了主轴回转误差对零件加工精度的影响.并结合生产、教学实际,对提高加工精度提出一些看法.     

空气静压球面轴承主轴回转精度测试研究

介绍了空气静压球面轴承主轴的结构,给出了3种提高性能的结构改进方法,并提出了主轴回转精度的测量方法,对该气浮主轴的回转精度进行了测试研究。针对径向回转误差、轴向窜动误差和角度摆动误差,采用消一次谐波法消除安装偏心,得到了比较理想的测试结果,同时也验证了静压轴承结构设计的合理性。     

主轴回转误差运动及其对齿轮加工精度的影响

本文对主轴回转误差运动的分类及其数学描述进行了较详细的介绍。并采用圆矢量函数方法分析了主轴回转误差运动对齿轮加工精度的影响。     

单圈非重复性主轴回转精度评价

与工件圆度的误差评价相比,实现对不具有单圈重复性的主轴回转精度的评价较为困难.在分析主轴轴线定义及理想轴心可观测性的基础上,建立单圈非重复性主轴回转精度评价的数学模型,针对该数学模型,进行主轴回转误差的集合转换,使得转换后的集合能够适应于计算机处理的误差评价方法.然后利用极差极小化的原理,建立最小区域法的误差评定统一准则和作用表面的统一判别准则.利用这两个评判准则,可以顺利实现对主轴回转误差的最小区域法评价、最小外切圆法评价和最大内接圆法评价,从而提高单圈非重复性主轴回转误差的评价精度,同时也提高误差评价的效率.     

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。     

金属切削机床主轴运动误差影响的数学分析

在研究金属切削机床加工误差的基础上,针对机床主轴回转运动误差中的径向跳动误差、角度摆动误差和轴向窜动误差,以车床和镗床主轴为例,建立了主轴回转运动误差数学分析模型,从数学几何角度分别对上述主轴回运动城的加工精度影响结果进行了定量分析,并推导出了由此产生的各类加工几何误差不同的数学表达式。通过这些数学表达式可以定量地计算出机床主轴由于回转运动误差产生的加工几何误差数值。     

高速旋转静压支承接头的芯轴动态力学分析

以研究和开发新型的两通道高速旋转静压支承接头为目的,借助大型有限元ANSYS软件,分析了高速旋转静压支承接头芯轴的固有振动特性及谐响应,探讨了旋转接头的动力特性。结果表明:芯轴刚性越大,临界转速越高;在简谐荷载激励下,随着工作频率的增大,芯轴各处的径向动态位移均有不同程度的增加,但均满足芯轴结构的动态特性设计要求。     

回转零件表面形状测量仪研制

介绍了回转体零件表面测量仪的研究开发,采用激光光栅技术、测量信号采样细分以及计算机应用技术,实现了对孔轴零件表面的圆度和圆柱度误差的测量。     

单圈非重复性主轴回转精度的最小区域法评价

针对不具有单圈重复性的主轴回转精度的评价存在困难的问题，建立单圈非重复性主轴回转精度评价的数学模型，并使用这个数学模型，进行主轴回转误差的集合转换，使得转换后的集合能够适应于基于计算机处理的最小区域评价方法，然后利用极差极小化的原理，建立最小区域法的误差评定统一准则。在这个评判准则基础上，给出了具体的算法流程图以及移动步长的统一求解公式。利用算法可以顺利实现对单圈非重复性主轴回转精度的最小区域法评价，从而提高了单圈非重复性主轴回转误差评价精度和误差评价效率。     

Experimental Study of a Precision, Hydrodynamic Wheel Spindle for Submicron Cylindrical Grinding

Hydrodynamic journal bearings have been widely used in various types of rotating machinery, ranging from heavy duty, high-impact applications, such as the crank shaft of an internal combustion engine and turbine rotor, to high-precision, light load applications, such as precision spindles in cylindrical grinding machines. Although extensive theoretical and experimental results have been presented for hydrodynamic bearings, the available literature seems to be limited for precision hydrodynamic bearing spindles. In this study, practical methods have been developed to quantify the performance of a hydrodynamic wheel spindle operating in the horizontal mode to produce precision parts with submicron roundness tolerance and very fine surface finish. These methods can easily and cost effectively be implemented on various machines in an actual production environment for effective predictive maintenance. The main experimental results show that the long-term drift of the spindle at steady state is less than 1 μm vertically and 0.2 μm horizontally, and the radial error motion of the spindle based on unfiltered data is less than 1.6 μm for all the speeds tested. It is also found that the shaft center position (vertical lift and horizontal shift) at the cold condition is substantially different from that in the steady-state warm condition. From the results, an optimal spindle speed is recommended.     

超精密空气静压主轴径向回转误差的测试研究

对超精密空气静压主轴回转误差测试过程中偏心的影响和作用原理进行了深入分析,指出了消除偏心时的一些误区,并提出了合适的偏心消除方法,设计了偏心调整装置,可使偏心调整到1 μm以下;采用两点法对圆度误差和回转误差进行分离,并用该方法直接测量圆度仪主轴的回转误差,得到了很好的效果,验证了测量原理.     

电主轴关键零件的工艺要点

介绍了高速电主轴关键零件转轴定位基准的选择、顶尖孔的修研、热处理、动平衡以及与转子过盈量的确定相关工艺。     

一种典型的静压轴承动态特性分析

用有限差分方法求出线性化的四腔静压轴承的8项动特性系数,并由此分析了典型的毛细管节流静压轴承的动态性能.对静压轴承的稳定性进行了讨论,提出了判定静压轴承稳定性的简明方法.该分析方法及所得数据在实际工作中很有意义.     

内啮合齿轮泵内齿轮静压支撑研究

在分析内啮合齿轮泵发生胶合失效的形成机理的基础上,详细分析了内齿轮在运行过程中的受力情况,推导出了作用于内齿轮内壁的液压与啮合力所产生的合力在x、y两方向上的分力公式,通过MATLAB计算在一个受力周期内的内齿轮内壁受力情况,得到作用于其内壁的合力摆动中心线角度和平均合力大小。以此为基础,计算得到在泵体内壁开设静压支撑槽的位置。最后进行样机试验,试验结果表明,在输出液压力达到20MPa且主轴转速为1500r/min时齿轮泵工作正常,无胶合发生。