基于有限元法的横向载荷条件下丝杠升降机静强度分析

升降式输送机在输送起停过程中会产生惯性作用力,其作为横向载荷作用在丝杠升降机上,使得丝杠升降机中滚珠丝杠应力极值大幅度地提升。通过建立滚珠丝杠有限元模型,对滚珠丝杠在横向载荷条件下进行应力分析,得到滚珠丝杠的应力分布情况,提出了2种导向机构,以减小滚珠丝杠应力极值。实践表明,通过导向支承轮增加滚珠丝杠伸出端的支承,大大改善了丝杠升降机的受力状况并降低了其应力极值,对于提高丝杠升降机的工作寿命及升降式输送机的工作可靠性具有参考意义。     

基于Ansys的升降式输送机升降机构的改进设计

升降式输送机在输送启动和停止过程中会产生较大的惯性作用力,作用在丝杠升降机的横向方向上,对丝杠工作的稳定性造成严重影响,缩短丝杠的使用寿命。通过有限元分析软件Ansys Workbench,对增加了导向杆的丝杠升降机的启动过程进行分析。分析结果表明导向杆确实减小了丝杠在输送机启动过程中受到的冲击,对丝杠起到一定保护作用。     

启停阶段圆柱滚子轴承动态特性分析

启停过程普遍存在于旋转机械设备中,该过程转速的变化对滚动轴承动态性能的影响甚大,然而启停阶段滚动轴承动态特性的研究相对缺乏。以圆柱滚子轴承NU306为研究对象,建立了圆柱滚子轴承非线性接触的三维动态有限元模型。采用显式动力学有限元法对圆柱滚子轴承在不同角加速度和径向载荷条件下的启停过程进行了动态仿真,研究了角加速度和径向载荷两个工况参数对其启停阶段保持架角速度、内圈质心位移,以及所有滚子与保持架接触力等动态特性的影响,并进行了实验验证。研究结果表明,内圈角加速度的增大会加重滚动轴承启停过程的打滑,而径向力的增大会减小滚动轴承启停过程的打滑;在启停阶段,角加速度和径向力愈大,则内圈质心位移以及滚子与保持架接触力越大。仿真结果与实验结果吻合良好,验证了所建立有限元模型的有效性。     

高压变频器在长距离管状带式输送机中同步与功率分配的应用研究

目前长距离管状带式输送机大多采用“头、尾”多机驱动布置型式,驱动装置启停和紧急制动的动态响应是一个非常复杂的过程,具有负荷重、惯性大,启停和制动不平稳等特点。为了保障管带机的平稳、可靠启/停及安全运行,须解决好各驱动启停和运行时的同步及负载均衡问题,否则易造成单个驱动发生过载跳闸及不同步时胶带的打滑磨损,甚至造成驱动电机和其它机械设备的损坏事故等。为解决这些问题,本文主要介绍了一种基于高压变频多机驱动的同步控制与功率分配原理,并结合实际长距离管状带式输送机项目的驱动特性进行应用研究。     

升降输送机滚珠丝杠的动力学研究

针对升降输送机中滚珠丝杠受到径向载荷时滚珠丝杠易受到损伤的问题,对滚珠丝杠在升降输送机工作过程中的受力情况及产生径向载荷的原因进行了研究。得到了升降输送机在启动、输送和制动过程中滚珠丝杠的受力情况,提出了增加导向杆和在升降输送机机架两侧增加4个液压缸这两种减小滚珠丝杠径向载荷的方法;运用Adams进行了动力学分析,讨论了在不同改进方案下,升降输送机在启动、输送以及制动过程中滚珠丝杠受力的变化规律及滚珠丝杠受到径向载荷的大小。研究结果表明:提出的减小滚珠丝杆径向载荷的两种方法能有效减小滚珠丝杠受到的径向载荷,减小了径向载荷对滚珠丝杠造成的损伤,增加了滚珠丝杠的使用寿命,提高了升降输送机的输送效率。     

蜗轮丝杠升降机辅助支撑装置的设计研究

设计了一种蜗轮丝杠升降机用的L型辅助支撑装置,利用浮动连接支撑有效地解决升降机在非轴向载荷情况下,升降丝杠出现变形弯曲的难题,确保升降机的直线升降和动力传递功能的实现。所设计的辅助支撑装置,结构新颖,实用简单,并具有可推广的价值。     

长距离管状带式输送机调速型液力偶合器多机驱动的应用

目前长距离管状带式输送机大多采用头、尾多驱布置形式,驱动装置启动和制动的动态响应是一个非常复杂的过程,具有负荷重、惯性大、启动和制动不平稳等特点。为了保障管状带式输送机的平稳、可靠启/停及安全运行,必须解决好各电机启动和运行时的同步及负载平衡问题,否则就会造成驱动电机过载跳闸或胶带打滑磨损,甚至造成驱动电机和其他机械设备的损坏事故。文中介绍基于调速型液力偶合器的启停和功率平衡控制,并结合长距离管状带式输送机驱动特性进行应用研究。     

负载特性对输送带动态特性的影响

针对带式输送机传统的静态设计方法，不能满足大运量、长距离和高带速输送机的使用要求。通过分析在输送机启动过程中，不同负载对输送带动态特性的影响，为带式输送机的动态设计提供理论依据。利用AMESim建模软件，建立了带式输送机启动过程的动力学模型，并对带式输送机在空载、变负载和满载工况下对输送带动态特性的影响进行了仿真。结果表明，在输送机启动过程中，负载特性影响输送带动张力大小、应力波传播的速度以及持续的时间。     

高速立式加工中心滚珠丝杠螺母副动态特性分析

为了研究高速立式加工中心的动态特性,对其进给系统进行模态分析和谐响应分析十分必要。根据高速立式加工中心的设计要求,基于SolidWorks软件建立滚珠丝杠螺母副的三维模型并进行相应的简化处理,采用Hypermesh软件进行网格划分,并导入ANSYS软件中建立相应的有限元分析模型。针对滚珠丝杠螺母副的不同支撑方式和螺母所处丝杠位置,对其固有振动特性进行了模态分析,结果表明,两端固定支撑方式比其他支撑方式有更大的刚度。对滚珠丝杠进行了正弦载荷激励下的谐响应分析,找出了丝杠谐响应振幅最大时的频率,指出在实际工作状况中应尽量避免此频率下的动载荷。     

螺旋槽旋转密封瞬态启停工况动态特性分析

启停过程中旋转密封工作状态不稳定,其润滑性能对旋转密封的可靠性影响很大。通过耦合流体动压效应、挤压效应和粗糙峰接触特性,建立螺旋槽旋转密封摩擦动力学模型,计算瞬态启停工况时密封环的端面液膜厚度、粗糙峰承载力及泄漏量等润滑参量,分析螺旋槽旋转密封启停工况的瞬态行为。结果表明:在瞬态启停工况中,螺旋槽旋转密封有快速稳定的阶跃响应,在很短时间内能重新回到稳定工作状态;转速阶跃变化过程中,流体动压效应、挤压效应、流体动压效应先后成为影响螺旋槽旋转密封润滑特性的主要因素;外圆面摩擦力的存在有利于改善启停工况的润滑特性。     

二级剪叉式丝杠升降机构受力分析

设计了二级剪叉式丝杠升降机,完成了三维造型和运动仿真模拟,并对二级剪叉式丝杠升降机构进行了动力学分析,利用虚位移原理推导升降机台面载荷和丝杠推力之间的关系公式;通过对整机和单个剪叉杆的受力分析,建立了二级剪叉式丝杠升降机构的力学模型。以一台大型升降机为例,分析剪叉杆的受力情况,利用MATLAB软件计算剪叉杆的受力大小,并对剪叉杆的强度进行校核。经现场实际测试验证,该二级剪叉式丝杠升降机结构稳定。为剪叉式丝杠升降机的设计分析提供了理论。     

考虑关节固体润滑的在轨装配机械臂振动特性及优化控制

面向大型空间结构在轨装配任务的空间机械臂对末端动态性能有很高要求。基于半物理仿真试验修正关节接触力，建立了考虑固体润滑特性的含关节轴向尺寸和间隙的机械臂动力学模型。通过仿真研究机械臂在不同结构参数与工况参数时重力及重力释放下径向振动特性的差异，并针对在轨装配过程中频繁启停的操作需求，分析变负载启停时的振动特性，以改善动态性能为目标，给出了优化控制方法。     

滚珠丝杠动态特性参数识别试验台的设计

滚珠丝杠的动态特性严重影响数控机床进给系统的工作性能,为了能够准确识别滚珠丝杠进给系统的动态特性参数,基于滚珠丝杠副动态特性参数识别的力学模型,分析影响参数识别的主要因素,搭建滚珠丝杠动态特性参数识别试验测试装置,并根据有限元软件对测试装置试验台分析的结果,通过调整试验台筋板布置的密度和厚度,对试验台进行了结构优化,满足滚珠丝杠副动态特性参数识别测试装置的设计要求,有助于提高滚珠丝杠副动态特性参数识别的精度。     

高速芯片分选多工位转盘的疲劳寿命预测

多工位转盘是转盘式芯片分选设备中的关键部件,其间歇式高速启停转动所引发的惯性力会在转盘支撑臂的根部产生交变循环应力.由于转盘式芯片分选设备分选效率要求达到很高,进而要求转盘启停速度很快,间歇式转动频率很高,该工况下就需要转盘具有很高的抗疲劳寿命.首先对高速转盘工作状况和间歇式转动所产生的惯性力做了分析,然后通过静力学分析方法和Ansys有限元软件疲劳分析工具,分别计算转盘支撑臂所承受的交变应力,进而计算和分析转盘支撑臂的疲劳极限安全因子.通过分析表明,多工位转盘具有超过于2.6×109次循环次数的极限疲劳寿命,可以满足分选设备长时间高频率的生产要求.     

串、并联带式输送机系统停机延时时间的设定

在物料连续输送系统中，广泛存在着由多条带式输送机串、并联，顺序完成物料的分流、转运的串、并联带式输送机系统。当串、并联带式输送机系统中某条带式输送机因保护开关动作跳停时，其上游的各条带式输送机也会保护性地联锁跳停。各条带式输送机跳停后因惯性运行，在停机过程中会将部分物料继续传送到下游带式输送机。因各条带式输送机惯性及带载启动特性不同，可能使串、并联带式输送机系统中的某些带式输送机因积存过多物料而无法重新带载启动，需要依靠人工卸载方能启动。解决这一问题，除了更换更大功率的驱动机构或者降低流量外，还可以通过在控制系统中对某些带式输送机增加停机延时来加以解决。     

基于ADAMS的层门联动装置设计与刚柔耦合动态分析

针对传统型施工升降机的层门与笼门存在的问题,设计了一种联动装置,该装置能够减少人员误操作,提高安全性能。以某SC型施工升降机为模型,确定传动设计方案,在ADAMS中建立刚柔耦合模型,分析联动装置在加速至稳定阶段过程中系统的动态特性。分析结果显示,层门和笼门的运动速度均达到设计目标,并且得到丝杠最大应力节点信息。对比理论计算和刚柔耦合模型的分析结果,有效验证了联动装置设计的合理性,为后续优化和生产制造提供理论依据。     

基于AMEsim的带式输送机制动过程的动态分析

随着带式输送机向长距离、高速度、大运量以及大功率方向地发展,其动态特性尤其是制动过程中的动态特性正在日益凸显出来。为了更好地研究带式输送机的动态特性,本文在分析和研究输送带粘弹性特性的基础上,建立了带式输送机的动力学模型并构建了其纵向振动动力学方程。运用AMEsim仿真软件参考实际工况搭建了带式输送机的仿真模型并对带式输送机制动过程中的运动学特性作了研究,对比分析了不同条件下带式输送机的加速度特性,为带式输送机的优化设计提供了理论基础。     

变频器在石灰石输送皮带控制系统中的应用

采用工频拖动的传统皮带输送机存在经济效益低、机械磨损大等问题,利用高压变频器可极大地保护胶带,并将运输送过程中的势能有效转化成电能并回馈到电网,降低石灰石原料输送过程中的电力消耗。同时实现皮带机的软启软停,减少皮带机的维修量,减少大型机组启停对电网的冲击。     

滚珠丝杠-螺母副结合部轴向动态特性参数测试与分析

为了获得滚珠丝杠-螺母副结合面轴向动态特性参数,建立了滚珠丝杠-螺母副滚动结合面轴向动力学参数识别模型并研发了测试平台,分析了不同丝杠结构尺寸参数对丝杠轴向动态刚度的影响规律。实验结果表明,丝杠直径、导程、螺旋升角、工作圈数的增大均可提高其轴向动态刚度,而丝杠装配过程中的预拉伸所产生的轴向应变量会减小丝杠结合面轴向动态刚度。最后建立了滚珠丝杠-螺母副结合面轴向动态刚度神经网络预测模型,预测结果表明计算刚度与实测值相差不超过8%。     

基于ANSYS的滚珠丝杠副有限元分析

对滚珠丝杠副的力学特性进行探究,首先通过建模软件画出滚珠丝杠副的图形,在ANSYS Workbench软件中对滚珠丝杠副进行网格划分等建模工作,而后通过软件计算,得到应力及形变云图,根据云图的内容分析滚珠丝杠副的应力与形变,之后运用Workbench中的Design Exploration模块对其进行优化设计,优化后得到的最大应力及应变都明显降低。文中仿真所得到的结果对其结构的设计、性能优化等方面提供可以参考的依据。