机床主轴回转误差对零件加工精度的影响

分析了引起机床主轴径向跳动的原因,通过建立机床主轴径向跳动的数学表达式,研究了主轴径向跳动引起的回转误差在车削和镗削加工中对零件加工精度的影响.     

一种旋转轴系径向跳动精度的检测装置

为了检测旋转轴系径向跳动的精度,研制了一种旋转轴系径向跳动精度的检测装置。该装置以与主轴同轴安装的主光栅为基准,通过指示光栅与主光栅同轴安装,对径放置两接收系统接收到两光电信号,利用相位计测出两信号的相位差,把旋转轴系的径向跳动量转换为两光电信号的相位差,经过换算,给出旋转轴系的径向跳动精度。分析了影响检测结果的因素,该装置已成功应用在旋转轴系的精度检测中,装置的测量误差不大于0.2μm。检测结果表明该装置具有结构简单,装调方便,测量精度高等特点。     

变焦系统径向偏移对像点的影响分析

针对变焦距系统在变焦过程中由于变焦组的径向偏移误差导致像面径向偏移的问题,利用ZEMAX光学设计软件中的坐标断点功能,模拟了变焦镜头在进行变焦过程中变焦组存在径向偏移误差时像面的径向偏移.结果表明:变焦系统像面径向跳动量与变焦系统变焦组径向偏移误差成正比,与变焦系统焦距成正比.变焦组径向偏移小于0.03mm,对系统成像质量影响较小;变焦组径向偏移0.05mm,系统调制传递函数(MTF)值低于0.3,系统像差值变大.     

研磨机床几何误差对金刚石刀面粗糙度的影响

为探究研磨机床几何误差对金刚石刀具后刀面粗糙度的影响规律,建立研磨机床精度与刀具后刀面表面轮廓的数学模型. 借助多体系统理论对研磨机床的误差传递进行建模;基于样条滤波算法建立机床误差与刀具后刀面粗糙度之间的定量关系;分析主轴、摆轴的端面和径向跳动误差以及往复轴的直线度误差对刀具后刀面粗糙度的影响规律. 结果表明:主轴、摆轴和往复轴几何运动误差对刀具后刀面粗糙度的影响占比分别为98.18%、1.59%和0.23%;主轴的端面和径向跳动误差是影响后刀面粗糙度的主要因素,研究结果为研磨机床的设计制造与金刚石刀具研磨工艺的优化提供理论指导.     

基于非线性动态特性的轴承–转子系统振动分析

随着空气静压主轴在超精密加工过程中的广泛应用,对主轴的运动精度的要求不断提高,如何准确预测和提高主轴运动精度是十分必要的。基于空气静压轴承的非线性动态特性,研究空气静压主轴的振动特性和预测模型,探索非线性动态特性分析对主轴回转精度的影响。首先,对空气静压径向轴承的动态特性进行分析,建立气膜动态流动模型,采用扰动法求解模型得到轴承的非线性动刚度与动阻尼系数。将空气静压轴承内的气膜作为弹簧阻尼系统建立轴承–转子系统,并通过动力学分析建立了轴承–转子的动态振动模型。将轴承的非线性动态特性参数引入振动模型,结合MATLAB对模型进行求解,得出了空气静压主轴径向跳动误差曲线、偏转误差曲线和径向总振动误差曲线,并通过FFT数据处理对振动进行频域分析。通过对比分析得到非线性分析对空气静压主轴径向振动误差的影响。最后,搭建了空气静压主轴径向回转误差测量试验台,得到主轴实时回转误差信号,实现轴承–转子系统的振动动力学模型分析的实验验证。从空气静压径向轴承的动态分析可以看出,轴承的动刚度和动阻尼均呈非线性变化,随着偏心率的增加动刚度不断增加,而动阻尼不断减小。从轴承–转子系统的振动分析可以看出：1）非线性分析对主轴偏角振动误差有明显影响,而对径向跳动误差的影响不明显,说明非线性分析主要通过影响主轴的偏角误差从而影响径向总误差。2）定值分析时偏角误差的最大振幅基本稳定,而非线性分析时偏角误差的最大振幅存在一个增加过程并最终趋于稳定,并且非线性分析时最大振幅明显大于定值分析时的振幅。3）在供气开始一段时间内,非线性分析与定值分析下的径向总误差基本一致,但随着时间的增加,非线性分析下的最大振幅大于定值分析下的最大振幅,说明开始供气时非线性分析对径向跳动误差和偏角误差没有造成明显影响,当供气稳定时非线性的动刚度与动阻尼会对主轴转子振动幅度产生明显影响。4）从频域上看,非线性分析最大振幅处的共振频率为964 Hz,定值分析最大振幅处共振频率为986 Hz,非线性分析使最大振幅处的共振频率有所下降。5） 非线性分析和定值分析在频率高于1 500 Hz时,转子的振幅变化都很小,说明频率大于1 500 Hz之后,转子振动比较稳定,此时气膜的振动频率与固有频率不容易发生共振。空气静压主轴回转误差实验的结果表明,基于非线性分析所得的主轴径向回转误差的误差率比定值分析所得主轴径向回转误差的误差率降低了1.43%～6.54%。因此,将空气静压径向轴承内气膜作为弹簧阻尼系统施加于转子之上可以实现轴承–转子系统的耦合振动分析,轴承非线性动态特征参数的引入实现了轴承动态性能对主轴动态振动的影响,通过基于非线性动态特性的轴承–转子系统的振动分析可以更加准确地研究和预测空气静压主轴的径向振动误差。     

瓦斯涌出量的人工神经网络预测的研究

基于反向传播神经网络、径向基函数神经网络和广义回归神经网络对采煤工作面瓦斯涌出量进行预测,比较和分析了瓦斯涌出量的预测值和实测值,并选定精度评价体系对预测结果进行评定。结果表明:反向传播神经网络、广义回归神经网络和径向基函数神经网络都能够较好的预测瓦斯涌出量,其中径向基函数神经网络的预测更精准。径向基函数神经网络的后验差检验比值c=0.07,小误差概率P=1.0,预测误差精度达到1级。     

主轴径向跳动对加工精度影响的解析分析法

提出了研究主轴回转精度对加工精度影响的方法，以径向跳动为例，分析镗削主轴纯径向跳动对加工精度影响规律，得到加工后工件形状误差为椭圆的结论，并解析分析出影响此椭圆的特征参数。提出了误差控制方法及其减少加工误差的途径。     

电机转子轴径向跳动检测系统的研究

针对目前汽车电动玻璃升降器用电机转子轴径向跳动检测设备的落后状态,研究开发出一种新型的车用电机转子轴径向跳动在线检测系统。该系统使用高精度的测量仪表,根据Win32型RS232C专用接口的协议,实现测量仪表与计算机的串口通信,提高了电机转子轴径向跳动测量的精确度。同时使用两个步进电机作为测量和校直的驱动装置,从而大大提高了电机转子轴的检测精度和校直效率。应用结果表明,该系统运行稳定可靠,较好地完成了对产品的检测和校直任务。     

基于径向基神经网络的乙醇气体检测仪仿真分析

以乙醇气体检测仪的算法设计为例,采用径向基神经网络,对34组乙醇气体浓度检测实验取得的标定数据进行拟合,即在Matlab环境下,利用径向基函数进行网络设计、仿真分析.结果显示,基于径向基网络的算法数据存储量小,并具有较好的误差性能,满足系统的误差要求,同时,网络的训练时间短,收敛速度快.     

汽车制动盘自动面振检测输送系统的研发

传统汽车制动盘自动面振检测系统只能单独检测制动盘表面,既不能满足混流生产,又不能够整体调配管理,同时离不开大量劳动力参与。考虑到制动盘与轮毂总成存在装配误差形成端面跳动,采取检测装配后合件的方式能降低制动抖动发生的可能性,为此设计一套基于三菱PLC控制系统的汽车制动盘自动面振检测输送系统。该系统能达到重复性误差≤0.003mm,精确检测不同车型的前后制动盘配合件,并通过上位机与PLC联合控制管理提高系统可靠性。该系统已经投入运行,减少了劳动力,提升了输送速度,将检测系统节拍控制在20s左右,获得了理想的应用成果。     

Analysis and modeling of error of spiral bevel gear grinder based on multi-body system theory

Six-axis numerical control spiral bevel gear grinder was taken as the object, multi-body system theory and Denavit-Hartenberg homogeneous transformed matrix （HTM） were utilized to establish the grinder synthesis error model, and the validity of model was confirmed by the experiment. Additionally, in grinding wheel tool point coordinate system, the errors of six degrees of freedom were simulated when the grinding wheel revolving around C-axis, moving along X-axis and Y-axis. The influence of these six errors on teeth space, helix angle, pitch, teeth profile was discussed. The simulation results show that the angle error is in the range from -0.148 4 tad to -0.241 9 rad when grinding wheel moving along X, Y-axis; the translation error is in the range from 0.866 0 μm to 3.605 3μm when grinding wheel moving along X-axis. These angle and translation errors have a great influence on the helix angle, pitch, teeth thickness and tooth socket.     

基于GPS的斗轮机定位算法的设计与实现

为进一步提高斗轮机回转角和俯仰角的测量精度,提出了基于GPS的斗轮机定位算法.天线分别安装在斗轮机的固定台和悬臂上,正常运行取煤时,实时获取固定台天线的坐标位置以及航向角,并运用三角转换得到悬臂天线的空间位置坐标,根据悬臂天线的空间位置求出悬臂的回转角和俯仰角.将得到的回转角和俯仰角参数输入斗轮机控制系统中,让斗轮机在设定的角度范围和特定的煤层自动取煤.实验结果表明,该方法测得的斗轮机回转角和俯仰角精度高,有利于斗轮机的精准控制.     

数控线切割钼丝抖动的工艺影响分析

对数控线切割机实施多次切割的工艺过程进行了分析,认为影响产品质量的主要原因是运行中钼丝的动态稳定性较差。影响钼丝动态稳定性能的主要因素,包括导轮的径向跳动及轴向窜动,储丝筒的径向跳动,上、下导轮间钼丝的抖动,绕丝时预紧力不均匀等,可采用隔断导轮跳动的传播路径、合理控制钼丝的运行速度、增设钼丝张紧装置等措施降低钼丝抖动。理论分析与试验结果表明,通过对数控线切割机床进行适当改进并且采用适当的工艺方法,在数控线切割机上可以实施多次切割工艺,且加工后的产品质量满足工艺要求。     

水泵转子径向圆跳动检测数据修正

针对应用千分表和电涡流传感器进行水泵转子径向圆跳动检测时,检测结果出现正弦变化规律的现象,分析了安装偏心误差对检测结果的影响原理,建立了相应的数学模型.运用最小二乘拟合法计算出变化曲线的幅值及初相位,从而消除偏心误差实现误差分离.结果表明,当将所提方法应用在水泵转子径向圆跳动检测的工程实践中时,可以有效消除安装偏心引起的误差,从而提高检测精确度.拟合平方和误差约为0. 000 9,所提方法可以广泛应用于轴类工件的检测实践.     

全向电动底盘转向角度的检测与控制

全向电动底盘可实现四轮独立驱动(4WD)和四轮独立转向(4WS),是未来非道路车辆发展的重要方向.电动轮转向角度的精密检测和准确控制对于全向电动底盘四轮独立转向(4WS)功能的实现至关重要.介绍了一种检测和控制电动轮旋转角度的新方法.采用绝对编码器检测电动轮的实际位置,由中央控制器PLC接收绝对编码器输入的格雷码并转换为标准二进制数,经计算得到电动轮的实际转角.通过与电动轮的目标转角相比较,由PLC根据比较结果控制电动轮的运动,再通过电磁离合器的配合,实现电动底盘转向角度的检测与控制.实验表明,这种检测和控制电动轮旋转角度的方法测量准确,控制灵敏,安全可靠,为旋转角度的测量和控制提供了一种行之有效的新方法.     

麻花钻螺旋槽数控加工中砂轮位置的自动搜索

螺旋槽对麻花钻的切削性能有重要的影响。在已知芯厚和径向前角的条件下,提出一种自动搜索砂轮安装位置、数控加工麻花钻螺旋槽的新方法。首先在等芯厚的条件下,确定砂轮的初始中心距;再用模拟加工运动的直接法计算槽形;在满足径向前角的条件下,用一维搜索确定偏心距。实际加工的螺旋槽横截面数据的测量和计算结果一致,证明方法有效。算法可直接应用于钻头数控开槽机的软件设计。     

汽车曲线行驶状态轴距差检测及校准方法

针对汽车曲线行驶状态轴距差检测仪校准方法的问题,研究了曲线行驶时轴距差的检测模型,提出了一种带有模拟并计量前轮转角功能进而实现汽车定轴距差曲线行驶的校准方法。该方法采用轴销的中心作为前轮回转中心,有效避免了由于前轮转动导致的校准装置轴距改变。研发了汽车曲线行驶状态轴距差检测仪的校准装置,完成了校准点分别为0、1、3、5、10、20mm时光敏式轴距差检测仪的校准试验,证明了汽车曲线行驶状态轴距差检测仪校准方法的可行性和准确性。     

多绳摩擦提升系统井口相对位置的精确计算

在确定多绳摩擦提升系统井口相对位置时,相关设计手册计算公式均存在着一定误差,尤其是钢丝绳上出绳角和下出绳角计算误差直接影响到摩擦轮围抱角的计算精度,进而影响到提升系统的防滑计算.此外,井口其它参数(弦长、弧长)的确定与提升系统选型计算中部分参数(如静张力等等)的精度密切相关.本文针对上述问题,给出了计算提升系统井口相对位置的精确公式,并应用平面解析几何知识,对围抱角计算公式进行了推导,提高了计算精度.