提高液体静压导轨承载能力的方法研究

液体静压导轨的承载能力和油膜刚度是衡量导轨工作性能的两个重要的技术指标。为满足高精密数控设备对静压导轨工作特性的要求,基于液体压力损失理论,本文为液体静压导轨设计了一种新型封油面,并仿真分析了新型封油面的结构参数对油腔压力的影响。仿真结果表明,由于在静压导轨的封油面上开设了结构参数合理的油槽,有效提高了液体静压导轨油腔压力,进而提高了液体静压导轨的承载能力和刚度。仿真结果证明了论文所设计的新型静压导轨较传统的静压导轨具有较好的承载能力和刚度。     

基于3D对齐技术的冲压件在线检测设备

针对当前生产中复杂冲压件的质量检测方法的缺点,提出一种全新的在线质量检测设备。先进行设备功能需求分析以及设备检测原理论述,然后基于逆向工程3D对齐技术、光学扫描技术对该设备的软硬件系统的结构方案进行论证和设计。在ADAMS虚拟环境中建立其概念样机,为其后续研究打下基础。对于实现冲压件生产在线检测的数字化和自动化,有重要的参考价值。     

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。     

CCZ40A型齿轮测量中心机械系统设计

介绍了ＣＮＣ齿轮测量中心的一种新型机械结构．该结构采用花岗石气浮导轨、空气静压主轴、滚珠丝杠螺母副等先进技术，具有机械精度高、系统刚度大、结构稳定性好等特点     

汽车制动系统用滚珠丝杠副振动检测方法

针对汽车制动系统用滚珠丝杠副的振动检测技术进行研究. 根据汽车制动系统用滚珠丝杠副的结构、尺寸和运动特征,提出振动检测方法,研制振动检测设备;基于运动学得出滚珠丝杠副在螺母旋转条件下的滚珠公转角速度、自转角速度及滚珠通过反向器频率的表达式;以某电动助力制动系统用滚珠丝杠副为试验对象,在螺母旋转驱动以及不同转速条件下测量丝杠沿轴向和径向的振动. 通过分析振动幅值的时频分布特征,发现被测丝杠副在滚珠通过反向器频率及其倍频附近具有较大的振动幅值. 采用一倍频程均方根(RMS)评价汽车制动系统用滚珠丝杠副的振动水平,得到滚珠丝杠副的振动能量在不同转速条件下的倍频程分布特征.     

重载静压导轴及其应用

静压导轴是一种圆柱形液体静压导轨。介绍了由作者负责研制的,单个负载能力100kN以上的重载静压导轴结构工作原理及其各控制油腔供油量可以调节的定量供油式静压导轨系统和该系统的动力参数计算,以及在2m×2m液压振动工作台中成功应用4个新型静压导轴情况。     

基于Hertz接触理论的滚动直线导轨副静力学解析建模

为研究滚动直线导轨副的静力学特性,基于Hertz接触理论,从分析单个滚珠与沟槽的接触入手,在综合考虑滚动直线导轨副结构特点基础上建立静力学模型,并对其垂直方向刚度进行理论求解;然后运用CoFEM模型对该模型进行验证,进而分析不同外载荷及预紧力对滚动直线导轨副静力学特性的影响。结果表明:在不同外载荷作用下,滚动直线导轨副表现出分段非线性性质;增加预紧力可显著增加系统的刚度,从而提高系统稳定性。     

CA6140车床在铅垂方向上振动特性研究

本文从非接触在线检测的角度出发,对CA6140型车床的机床——工件系统在铅垂方向上的振动特性,从理论上进行了详细分析,建立了简化数学模型。并通过在该机床上进行振动模态分析实验,计算机处理,获得了大量可靠的振动参数。再进一步探讨振动与在线检测精度的关系等应用问题,提供了理论方法和实验资料     

隔震支座检测设备中一种新型滚动导轨性能研究

介绍了隔震支座检测设备中一种简单的新型滚动导轨，能承受大吨位的竖向载荷，且具有较小的摩擦系数，工作性能稳定，对该导轨的摩擦系数进行了多次实验测定，结果表明导轨的摩擦系数小于2‰。     

基于光纤传感的非球面面形在线检测法

机上在线面形检测方式有利于提高非球面的加工效率和精度.提出了一种基于光纤传感的在线面形检测方法,通过空气静压轴承探头和激光干涉位移计的有机融合构成检测系统.研究了面形误差数据处理方法,探讨了测量力与扫描速度对测量精度的影响.     

Gas film performance of double-row orifices of aerostatic guideways

In order to analyze the performance of aerostatic guidways,the stiffness calculation equation of the aerostatic guideway with two-row orifice has been derived by gas lubrication theory.For the complex ...     

An Analysis of Restricting Patterns of Aerostatic Guideways

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微尺度下速度滑移对空气静压导轨性能影响

为了阐释空气静压导轨气膜间隙处在微小尺度所体现的特性,引入气体稀薄效应中的速度滑移算法到Navier-Stokes方程,推导出体现微尺度条件下空气膜流动特点的雷诺方程,进而对气膜内的压强分布进行了仿真分析,根据得到的压强分布计算气膜承载力和刚度随气膜厚度变化的规律,通过试验对得出的结论进行了间接验证,与分析结果吻合.     

Active vibration control of spindle in ultra-precision turning machine

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精密离心机气体静压轴承刚度测试新方法研究

为了获得精密离心机气体静压轴承刚度高精度的测试结果，在离心机主轴轴线的某一平面内放置两个电容测微仪，测试主轴几何轴线的径向位移。通过离心机上下两个校正面的动平衡执行机构，分别设置一个静不平衡与一个偶不平衡。分析电容测微仪输出的振动矢量，建立以气体静压轴承刚度为未知量的离心机转子的力矩方程。应用计算机，从设置静不平衡与偶不平衡、数据的采集到数据处理，实现精密离心机气体静压轴承刚度在线自动测试。该方法大大地提高了气体静压轴承刚度的测试精度与测试效率。     

高速精密定位平台的偏摆误差实时补偿

针对二维直线运动平台末端出现偏摆误差、降低平台直线运动精度的现象,研制了一种新型的基于偏摆误差实时补偿的高速精密定位平台.基于电容式微位移传感检测技术,建立了新型精密定位平台的偏摆误差检测模型.采用赫兹接触理论,建立了滚珠导轨副的刚度模型,进而建立了基于滚珠丝杠驱动、直线滚珠导轨副支撑的宏动工作台的偏摆振动模型.实验结果验证了宏动工作台偏摆振动模型的有效性;采用微动工作台进行宏动工作台直线运动偏摆误差的实时补偿,新型精密定位平台的性能得到较大改善.     

Vibrations in High Speed Milling of Thin-walled Components

Thin-walled structures have been widely used in the aerospace industry. The dynamic interaction between the milling cutter and thin-walled workpiece can easily lead to vibration. This paper investigates the vibration caused during milling the thin-walled workpiece on the NC machining center, presents a theoretical milling vibration model of thin-walled beam. The model was verified by using milling experiments and numerical simulations. Some valuable conclusions are derived, this will be references to scientific research and guides to the vibration-free milling of thin-walled structures at different cutting speeds.     

Vibrations in High Speed Milling of Thin-walled Components

Thin-walled structures have been widely used in the aerospace industry.The dynamic interaction between the milling cutter and thin-walled workpiece can easily lead to vibration.This paper investigates the vibration caused during milling the thin-walled workpiece on the NC machining center,presents a theoretical milling vibration model of thin-walled beam.The model was verified by using milling experiments and numerical simulations.Some valuable conclusions are derived,this will be references to scientific research and guides to the vibration-free milling of thin-walled structures at different cutting speeds.     

空间主缆悬索桥非线性静风稳定分析

通过五分量天平测试得到了右汉桥节段模型的三分力系数。借助大型有限元分析软件ANSYS,采用修正的增量与内外两重迭代的方法,对右汉空间主缆悬索桥进行了三维静风荷载数值计算。数值计算结果表明采用空间主缆的右汊悬索桥相对于平行双主缆的悬索桥具有更为优秀的静风稳定性能。设计并加工了缩尺比为1：90．35的右汊桥全桥气弹模型,均匀流中全桥气弹模型的静风稳定性试验结果表明,静风失稳临界风速明显高于设计风速。