叶轮转轴断裂分析

叶轮转轴在工作中断裂,通过对故障转轴及其断口进行宏微观检查、砂轮越程槽圆角半径测量、金相组织观察、化学成分分析、力学性能测试等,对断裂原因进行分析,并对转轴相关零组件进行完整性分析。结果表明:转轴断口性质为疲劳断裂,裂纹源在砂轮越程槽底部;叶轮偏载是导致转轴发生疲劳断裂的主要原因;转轴的强度和硬度偏高,对裂纹萌生和扩展有较大的促进作用;建议转轴调质前粗车台阶或调整热处理制度,改善裂纹源处组织,提高转轴疲劳寿命。     

在役转轴表面疲劳裂纹的爬波检测

采用常规超声检测方法对在役转轴表面疲劳裂纹检测的效果很差。针对此类在役转轴疲劳裂纹产生的机理,结合超声爬波传播的特性,选用超声爬波对在役转轴产生的表面疲劳裂纹进行检测。对某规格的阶梯转轴进行的检测结果表明,超声爬波检测方法简便可行,能够有效地检测出转轴在役运行状态中出现的疲劳裂纹,因此可用于在役转轴表面疲劳裂纹的日常检测。     

转轴式弯曲模及其在复杂弯曲成形中的应用

对用转轴式弯曲模成形时的凸模、转轴的运动关系进行了分析,导出了成形干涉条件,给出了设计这种模具时转轴几何参数的确定方法,并将这种弯曲模推广至对称和非对称双转轴两种结构形式。     

某型传感器转轴断裂分析

通过化学测试、硬度检验、金相分析、扫描电镜(SEM)分析等方法,对传感器转轴断裂的试样进行了分析。发现转轴本身材料、性能符合相应的标准要求,失效的主要原因为:有一悬臂梁拨叉,其振动过程中的加速度值最大有近100 g,虽然拨叉转动轻,但拨叉长度大于传感器两轴承支撑长度2倍以上,拨叉一端锁紧传感器转轴,另一端无支撑,拨叉在振动过程中产生使传感器转轴受到交变应力,导致转轴断裂。由于断口磨损,无法清晰地描述转轴的受力轴交变应力引起的疲劳断裂。为了更清晰地了解转轴受力断裂的过程,通过ANSYS建立仿真模型,模拟其受力情况,提出相应的改进办法。     

数控机床45钢转轴断裂失效分析研究

采用化学成分、力学性能、宏观和微观形貌、低倍组织、金相组织和显微维氏硬度测试等手段,对数控机床45钢转轴进行了断裂原因分析。结果表明,从化学成分和常温拉伸力学性能上来看,转轴基材符合国标对45钢的要求;旋转弯曲疲劳断裂是数控机床转轴的断裂模式;疲劳裂纹起源于表面微裂纹缺陷处,焊接后转轴内部微裂纹的产生以及严重的组织缺陷和内应力的存在,是转轴发生疲劳断裂的重要原因。     

牵引电机转轴发纹磁粉探伤结果的统计分析

转轴是机车牵引电机产品的关键零部件之一 ,也是笔者所在单位质量检验的重点 ,多年来 ,质量一直比较稳定。但是 ,自 1998年 6月开始 ,电机转轴在磁粉探伤中检出的发纹缺陷突然急剧增加 ,造成了大批量报废 ,严重影响了电机生产的正常进行。为此 ,笔者对转轴发纹缺陷磁粉探伤方法进行了研究 ,加强了对探伤结果的统计分析和反馈工作。牵引电机转轴用合金结构钢 35CrMo棒料锻造成形 ,粗加工后调质处理。其外形如图 1所示。图 1　牵引电机转轴示意图1　转轴缺陷的分布情况表 1为 1998年 6～ 12月间探伤情况统计表。从表 1可以看出 ,存在发纹缺陷…     

协会企业合作汽轮发电机大型转轴补焊工艺攻关取得重大进展

上海市焊接协会与上海电气电站设备有限公司上海发电机厂合作进行汽轮发电机大型转轴补焊工艺技术获得重大进展。大型汽轮发电机转轴属于超大锻件，转轴重量通常在50-150t，仅锻件毛坯成本便高达数百万元，     

大型电机转轴的焊补

详细介绍了电机转轴的焊补工艺 ,对加工失误造成的转轴尺寸偏差进行了成功修复。     

基于机器视觉的五轴点胶机转轴位姿求解北大核心

为了提高五轴机床转轴位姿标定的效率,提出了一种基于机器视觉求解双转台五轴机床转轴位姿(转轴向量和轴上一点)的方法。首先通过工业CCD相机拍摄不同转轴下的标定板照片,经过图像处理技术得到相机内外参;然后建立机床几何误差模型得到坐标系间的空间转换关系,从而计算得到转轴位姿在内的机床参数的初始解;最后通过levenberg-marquardt(L-M)算法得出最优的机床参数解值,随后,通过加工点跟随实验验证转轴位姿的精度。实验结果表明,所提出的求解方法满足实际加工精度要求,并且测量方法简单、快速。通过采集不同的标定板采图方式和L-M迭代初始值的仿真实验,验证了此方案具有良好的鲁棒性。     

电机转轴键槽损坏的修复

以往中小型电机转轴键槽损坏 (单边或双边剥落 )的修复工艺是 :先将电机解体 ,取出转子 ,在转轴键槽剥落处堆焊 ,然后上车床车削 ,再经铣床铣削 ,加工成键槽。此工艺效率低、工期较长、工序复杂。本文介绍采用废炭刷制作成假键来修复电机转轴键槽的工艺。1、在转轴的周围　先用     

TK6920型数控铣镗床主轴箱的计算机辅助分析及改进设计

文章研究内容针对TK6920型数控铣镗床主轴箱CAD分析及优化,运用solidworks软件建立了三维CAD设计分析模型,并采用ansys有限元软件建立了有限元模型并进行静态刚强度分析.计算分析了主轴箱的应力及应变,在此基础上构建了主体结构的优化计算模型,将主轴箱进行了优化设计,尝试了新的改变约束的方法,与初始设计进行对比分析,为主轴箱的结构设计及改造提供理论依据.     

基于灵敏度分析的大型数控镗铣中心主轴箱优化设计研究

以主轴箱应力和位移为评价指标,对镗铣加工中心主轴箱体进行了灵敏度分析,得到各设计变量对评价指标的影响情况。将灵敏度高的设计变量作为箱体设计变量,对箱体进行了优化设计。为机床箱体的优化设计提供了一种方法。     

顶磨式轧辊磨床头架主轴分析及拓扑优化

主轴是轧辊磨床头架系统中最关键的部件,需承载巨大的工件而要求较高的强度和刚度。针对主轴刚度对轧辊磨削精度影响较大这一问题,借助ABAQUS软件,运用有限元多体分析法对某型号的轧辊磨床主轴进行了线性静力分析,得到了主轴的应力及位移分布情况,分析表明主轴后段强度大有富余。在静力分析基础上对主轴进行了拓扑优化设计,结果表明:该优化方案正确合理地完成了减重25%的轻量化结构设计,可为主轴的二次设计及类似轴类零件设计起到指导作用。     

Characteristics of stiffness and contact stress distribution of a spindle–holder taper joint under clamping and centrifugal forces

An understanding of the contact characteristics of a spindle–holder joint in machine tools calls for an in-depth analysis of its performance under machining conditions. This study specifically aims to model a spindle–holder taper joint to predict the stiffness and stress distribution under different clamping and centrifugal forces. A spindle–holder taper joint subjected to clamping and centrifugal forces was modeled using the finite element method. The stress distribution of the interface was revealed and it was found that the von-Mises stress had a non-linear distribution because of the clamping force of the holder. The centrifugal forces were included in the model to analyze the deformation of the joint. At high speed the centrifugal force caused a stress concentration at the large end of the holder. A typical 7/24 taper joint of a BT50 holder was investigated to identify the stiffness using a special experimental platform. The axial and radial stiffnesses, as well as the hysteresis cycles were obtained to predict the contact characteristics with different clamping forces. The experimental results showed that the model presented in this study was efficient in predicting the characteristics of the spindle–holder joint. The method presented is useful in identifying the dynamics of a spindle–holder and can thus be used to optimize the spindle system.     

A study on the development of a multi-purpose spindle system for quality productive machining

A compact multi-purpose spindle for multi-tasking machine tools has been developed such that it can provide high power and torque for lower speed ranges while it rotates at high speeds for light duty machining. The innovative design based on the dual direct drive concept has been adopted such that the size of the spindle can stay the same as a conventional spindle of its class. For optimizing the design process, a method based on the complete virtual approach using 3D solid models has been studied and developed. Machining performance has been verified through a physical prototype.     

A comparative study on the spindle system equipped with synchronous and induction servo motors for heavy duty milling with highly stable torque control

In order to create a higher torque spindle system for productive milling operations, rotational speed stability against the torque disturbance has been studied with respect to the spindle mechanical design parameters, actuator types and spindle control algorithms. The study showed a remarkable difference in the spindle rotational speed stability against torque disturbance between a spindle system equipped with an induction servo motor and a permanent magnet synchronous servo motor. The results of this study have been obtained by theoretical analysis, numerical simulation and physical experiments, and the experimental study showed that the hybrid actuation spindle achieves longer tool life.     

高速大功率电主轴的油水热交换系统设计

高速电主轴是实现高速加工的首要关键技术,文章对电主轴的电机基本结构和发热特性进行了分析,并设计出对电机定子进行循环冷却的油水热交换系统,通过有限元分析结果表明油水热交换系统能较好地解决电机定子的散热问题.     

考虑参数不确定性的疲劳断轴可靠性分析方法

主轴是综合传动装置中的核心元件，其可靠性直接影响综合传动装置的正常运行。针对综合传动装置主轴的疲劳失效模式，在有限元仿真的基础上考虑参数不确定性进行可靠性分析。针对疲劳断裂的主轴建立模型进行瞬态动力学仿真，获取承载工况下最大剪切应力。在此基础上考虑参数分散性对主轴强度与所受应力的影响，进行不确定性分析，并基于广义应力-强度干涉理论，运用蒙特卡洛抽样方法进行可靠度计算。在实际使用中，特殊任务下多次发生未预料的断轴故障，主轴的实际使用寿命远低于设计寿命，以该特殊任务为例进行主轴的可靠性分析。研究结果表明：针对疲劳断轴故障，采用考虑不确定性的可靠性分析方法可行。通过案例分析得到了主轴特殊工况下的疲劳寿命。     

基于Adams的三项并联式内平动减速器的动力学分析

三项并联式内平动减速器是一种新型的减速器,介绍了减速器的工作原理,对其进行数学建模和分析,并且通过Pro/E软件对其建立实体模型,导入到Adams软件中,利用Adams自带的Postprocessor模块进行后处理分析,仿真结果表明该减速器齿间啮合力成简谐变化,且变化趋于平稳;支撑轴与齿轮接触力,总体上成简谐变化;主轴和齿轮的接触力随时间变化;偏心套在一个周期内的受力不够均匀,应选择硬度和耐磨性较好地材料;主轴转动角速度比支撑轴角速度变化小,两速度平均值相同;主轴与输出轴之间的力变化平稳。     

Modelling of angular contact ball bearings and axial displacements for high-speed spindles

This paper presents modelling of moving sleeve and spindle tip displacements in spindle bearing systems equipped with angular contact ball bearings. The balance of axial forces produced in high-speed bearings is examined, with a particular consideration of centrifugal forces, gyroscopic moments, contact deformations, and contact angles. It has been shown that centrifugal forces acting on bearing balls do not cause sleeve axial shifts. Those sleeve shifts can only result from gyroscopic moments, and changes in spindle dimensions due to centrifugal forces. The proposed model has been verified experimentally, and can be used for compensation of spindle tip displacements.