基于螺栓结合的数控车削中心主轴箱静刚度研究

机床静刚度是机床的重要性能指标之一,机床刚度的评价和预测对机床结构设计和加工精度提高有重要意义。数控机床各部件之间存在大量的结合部,结合部的变形占机床总的静变形的85%,在进行机床静刚度分析时,结合部的设置对分析结果的准确性有很大影响。主轴箱与床身导轨之间存在大量的螺栓结合部,基于螺栓结合部利用有限元分析技术,对数控车削中心的主轴箱进行了静力学分析。同时采用一种可靠的检测方法,对此进行了静刚度检测实验。通过分析结果与实验结果的对比,验证了基于螺栓结合部的有限元仿真计算与分析结果的准确性以及分析方法和过程的有效性,为机床主轴箱的刚度预测、评价以及主轴箱的结构改进提供了分析及实验数据依据。     

高速高精密机床主轴部件动态三目标优化建模

建立了适合高速、高精密机床主轴部件的三目标优化数学模型.模型的优化目标为主轴部件总质量、静刚度和固有频率,它们可全面反映主轴部件的静、动态性能指标和经济指标.同时,用极小—极大法对机床主轴部件进行了动态多目标优化.     

提高液体静动压主轴系统刚度的一种有效措施

在对液体静动压主轴系统刚度进行综合分析的基础上，提出以加大主轴两轴承之间部分直径来提高主轴系统的刚度的新措施，该措施具体运用在液体静动压主轴系统设计中，突破了原来静动压主轴系统设计时因为考虑主轴热胀因素而将主轴止推轴承放在一端的局限，该措施通过在实际胀长变动量小于止推间隙公差范围内加大主轴中间直径，将主轴止推轴承置于主轴两端，从而达到主轴系统刚度显著提高的目的。     

机床主轴部件的计算与分析

本文在分析机床主轴部件力学模型的基础上,讨论了有关参数对主轴部件静刚度的影响,并根据TQ—16电子计算机的计算结果,设计了有一定通用性的实用计算图表,它可用来迅速确定主轴部件的最佳支承距、实际刚度及可能达到的最佳刚度。并建议:兼顾刚度和结构布局的合理支承距范围为l=(1.4～1.6)l_o。     

全陶瓷主轴-轴承单元的动力学研究

目的研究全陶瓷电主轴预紧力与固有频率的关系,为优化预紧力提供软件分析模型.方法应用赫兹理论计算出在全陶瓷角接触球轴承预紧后的接触应力,接触变形和静接触刚度的数值解,同时在改进传统的弹簧阻尼式主轴动力学软件仿真分析模型的基础上,计及轴承预紧后轴承的静接触刚度,以全陶瓷主轴-轴承单元为研究对象进行有限元结构分析,所得结果通过赫兹计算分析的数值解矫正,分析其动力学特性.结果全陶瓷主轴-轴承单元模型通过模态分析所得三阶固有频率和振型与模态实验分别相差19.59%、1.27%、16.06%;而电主轴传统分析模型所得三阶固有频率和振型与锤击实验分别相差24.39%、14.47%、33.78%.结论通过实验数据验证,全陶瓷主轴-轴承单元模型在分析全陶瓷电主轴动力学特性上更接近模态实验的结果,能够得到更为准确的固有频率和振型.     

矿井提升机主轴的应力应变分析

利用SolidWorks软件建立了双卷筒缠绕式提升机主轴的三维模型,利用ANSYS软件对其在六种工况下进行静力学分析。实现了主轴静强度和静刚度的校核,得到了主轴的应力应变分布规律,为双卷筒缠绕式提升机主轴结构的改进设计、寿命计算等提供了依据。     

基于STC89C52单片机的滚珠丝杠副刚度检测系统

介绍了一种基于STC单片机的滚珠丝杠副轴向静刚度检测系统,该系统采用串行A/D转换芯片TLC2543实现对测力传感器和电感测微仪输出信号的采集和处理.设计了以测力传感器输出信号为基准的刚度检测方案,并采用RS-232作为通信接口,对滚珠丝杠副的静刚度曲线进行实时显示.     

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。     

静压高速精镗头的试验研究

本文介绍了在自行设计的静压高速精镗头上所进行的一系列试验研究及部分结果,包括主轴静刚度、主轴动态回转精度、振动及切削加工等性能试验。在不同条件下获得了若干主轴回转误差曲线的照片,并据此进行了主轴回转误差的评定、分析和比较。分析表明,除静压轴承本身的精度和刚度外,卸荷机构的布置以及该机构中滚动轴承引起的振动将使主轴回转误差曲线中出现一高频谐波分量,使被加工表面几何形状误差分布范围扩大。镗捍自激振动和刀具重磨质量对加工表面光洁度有直接影响。     

基于Solidworks和ANSYS的加工中心电主轴动静态分析

利用Solidworks和ANSYS建立某主轴一轴承系统的三维有限元模型,分析并计算出该电主轴的静态变形量与静刚度,采用Lanczos算法提取电主轴前四阶模态,又利用Harmonic谐响应分析方法取得电主轴在不同激励下的动力响应。仿真结果表明：该电主轴的动静刚度能够满足要求;电主轴的最高工作转速远离临界转速,能有效避免共振现象的发生。该模型分析为主轴优化设计和再制造设计提供了参考。     

砂轮修形机主轴系统的ANSYS动力学分析

在阐述机床动力学的理论基础上,运用 ANSYS 软件建立了砂轮修形机主轴系统的三维有限元模型,并对其主轴系统进行了动力学分析,得出了静动态下主轴系统的前4阶固有频率和振型曲线,通过对静动态2种状态下分析结果的对比,总结了转速、横向力对主轴系统固有频率的影响.为下一步将要进行的砂轮修形机主轴的动态设计打下了基础.     

基于摄影测量的飞机静弹性风洞模型刚度识别方法

气动弹性风洞实验对飞行器研制不可或缺.为此,作者基于摄影测量技术,提出静弹性风洞实验模型刚度分布识别方法,即利用作用在模型机翼各个截面的已知弯矩、扭矩,结合摄影测量技术测得机翼各个截面受载变形前后的3D坐标,识别出模型的抗弯刚度和抗扭刚度分布.数值仿真和地面刚度实验研究表明:所建立的刚度识别方法能真实反映模型结构刚度特性,同时,较传统接触式测量方法,提出的方法对气动弹性风洞实验模型测量无附加刚度,既可提高刚度识别精度,又大幅缩短了刚度识别周期,故具有使用价值.     

主轴部件动态特性的实验研究

记述了采用实验方法对复杂的主轴部件进行动态特性分析的原理和方法，并对轴承刚度等可能对主轴部件动态特性产生影响的因素进行了分析。     

基于STC89C52单片机的滚珠丝杠副刚度检测系统

介绍了一种基于STC单片机的滚珠丝杠副轴向静刚度检测系统,该系统采用串行A/D转换芯片TLC2543实现对测力传感器和电感测微仪输出信号的采集和处理。设计了以测力传感器输出信号为基准的刚度检测方案,并采用RS-232作为通信接口,对滚珠丝杠副的静刚度曲线进行实时显示。     

防止立式静动压主轴系统油泄漏的新措施

阐述了静动压主轴系统中防止主轴油泄漏的基本措施，并在此基础上根据设计立式静动压主轴系统的经验，提出了一种防止主轴油泄漏的新结构。这种结构将离心原理和射流原理用到疏导回油过程中，从而解决了立式静动压主轴系统主轴油泄漏的问题。     

风机主轴超声在线监测系统的设计与实现

为满足风机运行条件下主轴质量监测要求,针对主轴压装部位由表面向轴心扩展的缺陷进行检测研究.设计了一套由超声激励接收电路、无线收发电路、多通道选通电路等组成的风机主轴超声在线监测系统.采用环形阵列方式将检测传感器布置于主轴端面合适位置,利用超声脉冲反射原理实现缺陷检测.为验证系统效果,对风机主轴试样及其人工缺陷进行检测实验.结果表明:缺陷检出情况与实际符合良好,满足风机主轴压装部位缺陷监测要求.该系统不仅解决了当前风机主轴运行过程中质量不受监控的实际问题,同时为远程在线质量监测提供了一套实现方法.     

主轴组件振动模态的分析

对机床主轴组件的振动模态进行了详细研究,特别是轴承刚度对主轴组件的固有频率、动柔度和阻尼比的影响问题,通过有限元计算和实验模态分析两方面的比较,证明两者能很好地吻合,所述的主轴组件的振动模态的特点具有普遍性。     

静-动结合法应用于简支梁的损伤识别研究

在现有的研究成果基础上,探讨了静-动结合方法用于结构损伤识别的理论基础及可行性.由室内4片梁试验测得的各参数之数据,统计回归出静、动力参数间的关系,力求得到静力参数为因变量,动态参数为自变量的函数关系,从而实现由动力试验得出结构的静刚度,以明确结构的实际状态,以动测静,以刚度求承载力,使检测技术在整体分析基础上判定损伤程度,用最经济的投入取得最有效的结果.     

柔性索对空间索杆铰接式伸展臂性能影响分析

为了研究柔性索对空间索杆铰接式伸展臂力学特性及稳定性的影响,对伸展臂自平衡状态的受力情况进行分析,计算出满足伸展臂承载结构的最小索拉力设计值.计算表明,伸展臂展开驱动力矩随索拉力的增加而成比例增大;伸展臂的轴向拉伸刚度、剪切刚度和扭转刚度随着索的抗拉刚度增加而增大;静刚度实验表明索张力对静刚度几乎没有影响.仿真分析表明,增加斜拉索直径可以提高伸展臂的扭转振动频率,而斜拉索直径及张力对伸展臂的弯曲和轴向振动频率影响较小.对不同索张力的伸展臂桁架单元进行了动力学试验,验证了仿真分析的正确性.伸展臂铰接结构受力分析表明,增大索张力有利于提高伸展臂稳定性.     

基于轴承运行刚度分析的超高速磨削电主轴动态特性

高速电主轴正朝着高速重载与超高速轻载的方向发展,其动态特性研究是电主轴开发的关键技术之一.主轴超高速运行时轴承刚度的确定是整个研究过程的难点所在.基于滚动轴承的拟静力学模型,计算轴承的动态刚度,并考虑转速、初始预紧力、热预紧力及油膜厚度对轴承刚度的影响,确定出轴承的运行刚度.再以轴承运行刚度作为主轴支撑刚度,建立面向高速电主轴动态性能分析的参数化有限元模型,对主轴动态特性进行分析.分析结果表明,初始预紧力、砂轮悬伸长度、前后轴承跨距、前轴承对间距及电机转子内径等参数是影响磨削电主轴动态特性的关键因素.