直线电机进给系统机械系统动态特性研究

为了获得满意的运动精度,针对以往直线电机进给系统研究中被忽略的机械系统动态特性,利用达朗贝尔原理建立了机械系统的动力学模型,对直线电机进给实验台的机械系统动态特性及影响因素进行了理论分析和实验测试,同时分析讨论了机械系统频率特性对进给系统运动精度的影响。结果表明:尽管直线电机进给系统机械环节结构简单,但依然具有复杂的动态特性,影响系统运动精度;伺服控制速度环增益越高,机械系统进给方向固有频率越高;随着进给速度的提高,工作台各方向振动频率与幅值均增大,当速度提高1倍时,俯仰振动和偏摆振动致使工作台产生的位移波动增大2倍。     

数控机床进给系统的空载功率模型和空载功率影响因素分析

在分析数控机床关联部件能量消耗的基础上,建立数控机床进给系统的功率模型,研究进给系统的空载功率特性和影响空载功率的因素,并对1台数控机床进行仿真分析和实验验证。结果表明,进给系统的空载功率与进给速度是单调递增的二次函数关系,进给速度和负载质量影响进给系统的空载功率,但是负载质量对空载功率的影响极小。仿真分析及实验验证结果证明模型是有效的。     

机械进给系统的运动特性及数字仿真

本文从滑动导轨面所处摩擦状态出发,建立了机械进给系统两自由度动力学模型;分析了影响进给系统稳定性的主要因素;提出了用于机械进给系统运动特性的数字仿真算法,并利用自制的试验装置对进给系统进行了动态响应试验.     

基于ANSYS的数控机床进给系统热力学仿真与分析

滚珠丝杠是数控机床进给系统的主要传动方式,在工作过程中其热变形是影响加工精度的重要因素。为提高ANSYS计算精度,本文研究分析了滚珠丝杠进给系统的热源、边界条件和热变形机理,基于Hypermesh对初始网格进行优化,建立进给系统的热-力耦合模型。通过改变进给速度、轴向载荷和环境温度等加工参数,分析各工况下的温度变化和热变形。结果表明：热变形与进给速度成正比,热平衡时间与进给速度成反比,轴向载荷对热变形的影响大于进给速度。选用合适的进给速度改进滚珠丝杠的加工方式,能有效降低其温度变化及热变形,对提高数控机床的加工精度和延长使用寿命具有一定的现实意义。     

径向辗环进给速度规范的理论与应用研究

本文论述了径向辗环的塑性变形条件及其特点，分析了瞬时极限压下量，导出了辗压时间、进给速度的计算公式．文申还用实例计算了径向辗压命齿轮坯的进给速度，并进行了实验验证．研究结果对确定径向碾压进结速度规范具有实用意义．     

数控机床进给系统装配误差建模及特征分析

摘要：
通过建立几何模型,分析了数控机床进给系统运动过程中由装配引起的误差特征,提出了表示其误差特征的综合表达式,将装配误差分为周期性分量和累积性分量.通过仿真分析,研究了装配误差在数控机床内置传感器中的信号特征,以及对进给系统运动精度的影响规律.结果表明：装配误差的周期性分量不影响进给系统的定位精度,但会导致进给系统在运动过程中产生周期性波动,且在频率调制的条件下其周期性波动幅值将增加;装配误差的累积性分量影响进给系统的定位精度,当与运动方向发生交叉时将产生累积方向的变化.同时,对某数控机床内置传感器的信号特征进行分析,并基于分析结果进行装配调整,从而降低了由装配引起的运动误差,提高了被测数控机床进给系统的精度.
     

精密坐标镗床进给系统热误差分析与预测

为了预测数控机床运行时热误差对进给系统定位精度的影响,以精密坐标镗床为研究对象,采用红外热像仪和激光干涉仪分别测量进给系统在每个测点的丝杠温度和定位精度,提出进给系统热误差的最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测方法,建立了关于温度与位置的预测模型。模型引入最小二乘支持向量机方法对机床进给系统热误差进行预测分析,较好地描述了进给轴热误差与温度、位置之间的非线性关系,且对样本的依赖度小,有很好的泛化能力,解决了目前线性拟合模型用特征平均温度替代当前测点温度进行计算而存在较大误差的问题。实验结果表明,与目前已经在数控机床上实际应用的线性预测模型相比,LS-SVM模型对进给系统热误差的预测精度可达90%,预测精度提高30%以上,取得了非常好的预测效果,具有较高的现实应用价值。     

数控机床进给系统功率模型及空载功率特性

在分析机床进给系统各部件功率特性的基础上建立了进给系统的功率模型,并运用此模型分析了进给系统的空载功率特性及其主要影响因素。理论分析表明,进给系统的空载功率是关于进给速度的单调递增二次函数,同时分析表明进给速度和负载质量均影响进给系统的空载功率,但负载质量对空载功率的影响极小。最后在3轴数控铣床上进行了实验研究,结果表明理论分析的有效性。     

龙门移动式双驱进给系统定位误差补偿方法

针对双驱进给系统结构的特性,提出了双轴定位误差建模与补偿方法.分析影响双驱进给系统定位精度的误差来源,建立基于双轴误差数据的龙门移动式双驱进给系统的速度-位置定位误差预测模型.采用开放式数控系统,提出基于交叉耦合的双驱进给系统定位误差补偿方法.在误差补偿过程中考虑双轴动态耦合特性与同步误差和单轴跟随误差耦合作用对误差补偿的影响,并进行误差补偿实验验证.实验结果表明所提出的误差补偿方法提高了龙门移动式双驱进给系统的定位精度和同步精度.     

考虑模态特性的高速机床进给系统刚度匹配研究

为了得到进给系统的最优动态特性,建立了进给系统的动力学模型。采用有限元法对高速机床进给系统的部件与结合面进行刚度设计,通过分析进给系统的振动形式,找出了在各种因素下系统模态参数的变化规律,以工作台的结构设计为例,进行了合理的刚度匹配。进给系统在低频段沿进给方向振动,最显著的影响因素是工作台的质量、丝杠-螺母副接触刚度、轴承副接触刚度和丝杠自身的拉压刚度,当系统沿垂直于工作台的方向振动时,受导轨-滑块结合面刚度的影响较大。在不同导轨、滑块跨距组合参数下,对系统模态的特性变化规律进行了分析,当滑块跨距为400mm、导轨跨距为300mm时,系统模态为最优分布。研究表明,该刚度匹配设计方法可使工作台的质量减小10%,进给系统的1阶固有频率提高9%,从而验证了该方法的准确性。     

钢冷轧乳化液稳定性及对冷轧润滑的影响

研究了影响不同类型乳化液稳定性的因素,包括乳化剂的比例和总含量对阴离子乳化油稳定性的影响,乳化剂的HLB值(Hydrophile Lipophile Balance)和总量对非离子乳化油稳定性的影响.研究发现乳化剂的比例和乳化剂的HLB值对乳化油和乳化液的稳定性影响明显.通过研究不同浓度下乳化液的稳定性对其吸附性和摩擦系数的影响发现:乳化液的稳定性在一定范围内时,其润滑效果可达到最佳.在冷轧实验中也发现:应根据冷轧的实际规程和要求来选择乳化液的稳定性和合适的含量,以便使冷轧高效正常地进行.     

Lubrication in strip cold rolling process

A lubrication model was developed for explaining how to form an oil film in the deformation zone, predicting the film thickness and determining the characteristics of lubrication in the strip rolling process, combined with the knowledge of hydrodynamic lubrication and rolling theorievS. Various mineral oils with viscosities from 0.032 to 1.6 Pa·s were used to obtain different film thicknesses in the strip cold rolling. Results from the experiment and calculation show that the oil film forming in hydrodynamic lubrication is up to the bit angle and a higher rolling speed or a higher rolling oil viscosity. The mechanism of mechanical entrainment always affects ihe film thickness lhat increases with the rolling oil viscosity increasing or the reduction rate decreasing in rolling.     

退火冷轧钢卷开卷时表面横折印问题

冷轧带钢钢卷在平整机上开卷时,带钢表面有时会出现横折印缺陷. 为了减小带钢表面的横折印缺陷,通过建立平整机开卷过程有限元模型,研究了冷轧带钢钢卷在开卷过程中应力的大小分布及影响因素,分析了开卷张力、板厚、粘结程度和钢卷半径等与产生横折印的关系,提出了减小带钢在打开过程中的反弯和罩式炉中的粘结程度来克服带钢表面横折印缺陷的途径,并发现增大开卷张力有利于减轻或避免横折印的产生,消除了关于开卷张力与横折印关系的错误认识.     

冷轧乳化废水生物破乳

利用分离的热带假丝酵母JM-1的培养液作破乳剂对冷轧乳化废水进行了生物破乳研究.该培养液在常温下8 h可使乳化废水的破乳率达97.1%,与化学破乳剂SYM+PAC 93.1%的破乳率相比具有更强的破乳活性,且受废水的pH值和温度影响很小.通过对全培养液、离心上清液、菌体和空白培养基的破乳效果对比表明,代谢过程中产生的生物表面活性剂是生物破乳的主要活性成分.热带假丝酵母JM-1菌株发酵液用于冷轧乳化废水破乳具有破乳率高、浮渣少及不产生二次污染等优点,可作为冷轧乳化废水的生物破乳剂.     

冷连轧机轧制力在线计算模型

通过将轧制变形区离散化的方法,在考虑变形区内横截面上张应力、摩擦应力等影响因素沿带钢轧制方向分布规律及其与带钢厚度及压下量的关系的基础上,采用数学模型和神经网络相结合的方法计算了金属变形抗力,建立了冷连轧机轧制力在线计算数学模型. 经大型工业轧机生产实践数据检验,该冷连轧机在线轧制力计算模型预报误差控制在6.1%以内,满足模型在线控制要求,可提高在线控制轧制力模型的计算精度.     

纳米添加剂对板带钢冷轧乳化液润滑性能的影响

通过四球摩擦学试验分析纳米添加剂对板带钢冷轧乳化液摩擦学性能的影响;在不同润滑条件下进行冷轧试验,分析纳米添加剂对冷轧过程和轧后带钢表面质量的影响.结果表明,含纳米添加剂的轧制乳化液与传统轧制乳化液相比,其承载能力和抗磨减摩性能均有所改善;带钢冷轧过程中采用含纳米添加剂的轧制乳化液进行润滑,可有效降低轧制压力和轧机功率、减少能耗,并且轧后带钢表面质量也有明显改观.     

冷轧钢基复合材料复合轧制P-H图及其应用

提出冷轧钢基复合材料轧制厚度控制的P-H图，利用复合轧制P-H图描述复合材料轧制过程中复合材与基材的厚度变化与轧制力、张力之间的关系。应用结果表明：用P-H图可方便备料和确定轧辊原始辊缝，可实现对冷轧钢基复合材料的轧制厚度及厚度比进行在线自动控制；通过增加张力水平，可以减小复合轧制力，可达到用较少规格的原材料获得多规格的产品的效果。     

板带钢乳化液摩擦学性能与轧制工艺特征

采用不同的基础油及添加剂配制板带钢轧制乳化液后,通过四球摩擦磨损试验机考察了基础油及添加剂对乳化液摩擦学性能的影响,并通过冷轧实验对各乳化液的轧制工艺润滑效果进行了实际验证.结果表明:运动黏度和皂化值是根据实际的润滑需求选择基础油的主要参数,且基础油的选择影响添加剂的分散与稳定;极压抗磨剂对轧制乳化液的摩擦学性能有显著的提高作用;纳米六方氮化硼(h-BN)作为新型纳米润滑添加剂,不但自身具有优异的摩擦学性能,而且与传统添加剂有良好的协同提高作用;在使用含纳米氮化硼的乳化液进行润滑的冷轧过程中,各轧制工艺特征参数(轧制力、轧制功率等)有显著的降低,初步体现了良好的纳米润滑效应.     

冷连轧过程控制轧制力模型综合参数自适应

轧制力模型是冷连轧过程控制系统的基本模型,影响其预报精度的主要因素是材料的变形抗力和摩擦因数. 本文采用参数自适应方法来提高轧制力的预报精度. 在对轧制力模型进行自适应过程中,将材料的变形抗力作为轧制过程模型的整体属性,各机架根据累计变形程度确定各自的变形抗力. 在此基础上,将摩擦因数看成是各机架的单体属性,各机架取不同的模型参数. 实践证明,这种综合考虑变形抗力和摩擦因数的参数自适应方法可以对二个参数同时进行修正,能有效提高轧制力模型的预报精度.     

过程控制编程方法在冷轧清洗线中的应用

针对复杂的过程控制系统,采用可编程控制器(programmable logic controller,PLC)线性化编程方法,软件的开发和维护都很困难,甚至出现所开发的软件不可用的严重问题,往往不能满足客户需求。该文采用面向对象的方法对PLC过程控制系统进行程序设计,使得程序设计更加简单,设计的系统更加可靠,后续开发更加方便,并且利于代码复用。将此方法应用于鞍钢冷轧清洗线PLC过程控制中,使得大型PLC程序在集体合作设计时分工更加明确,现已投入实际运行,实践证明控制性能更加可靠,提高了带钢的质量,取得了一定的实用价值和经济价值。