滚动直线导轨副数控工作台系统的稳定性研究

通过建立滚动直线导轨副数控工作台系统的物理模型 ,对滚动直线导轨副数控工作台系统的稳定性进行了深入的研究 .其结论对实际生产有指导作用     

滚动直线导轨副的优化设计

为了研究提高滚动直线导轨副固有频率的方法,建立滚动直线导轨副有限元模型,通过时域分析,研究导轨副中滚珠材料、导轨材料、滑块材料、滚珠数目、滑块肋板厚度对滚动直线导轨副刚度的影响。结果表明,在载荷一定的情况下,为使滚动直线导轨副变形最小、应力最小,应该选择最优的材料参数、最优的滚珠数目,同时选择最优的肋板厚度。研究结论为滚动直线导轨副的结构优化设计提供了理论参考,并可以有效提高设计效率。     

LMG多向载荷及刚度模型的研究

根据理论力学、弹性力学及其赫兹接触理论等有关方面的知识,对整个滚动直线导轨副的力学性能进行了分析,提供了在任意力、力矩作用下滚动直线导轨副各个轴向的分力及力矩的计算公式;推导出导轨在此载荷条件下的静刚度模型。     

考虑油膜阻力的直线滚动导轨副摩擦力建模与试验

为了准确预测直线滚动导轨副的摩擦力大小及受影响因素,本文考虑导轨副的流体润滑状态,基于Hertz接触理论研究了直线导轨副摩擦力受滚珠接触角和预紧力的影响规律.基于接触理论建立了直线导轨滑块的受垂直载荷的静力学平衡方程.利用Hertz接触理论分析直线滚动导轨受外力时各列滚珠接触力的变化情况,并结合对临界载荷的分析,建立了随外载荷变化的考虑润滑油膜阻力的直线滚动导轨副摩擦力模型.以国产某型号直线滚动导轨副为研究对象,对所建立的受载摩擦力模型进行试验验证.通过试验数据与理论数据的分析和对比,验证了润滑油膜阻力、接触角和预紧力等因素对直线导轨副摩擦力的影响规律.研究表明,直线滚动导轨副摩擦力在润滑条件下,受接触角变化和预紧力退化的影响呈现有规律的变化.     

滚动直线导轨副误差均化作用理论分析

将滚动直线导轨副钢球接触区简化为弹性阻尼元件，从理论上分析滑块相对导轨运动过程中钢球接触区对滚道波纹度具有误差均化作用的原因。     

用心血铸就中国精密滚动直线导轨副品牌

广东高新凯特精密机械有限公司（原新会凯特精密机械有限公司）成立于1994年，是一家由中国高新投资集团公司控股，与香港中银集团投资公司属下的俊豪发展公司以中外合资形式组建的高新技术企业。公司完成的原国家机械工业部和国家科委立项承担的滚动直线导轨副系列产品研究开发项目于1996年被认定为“国家级火炬计划项目”；2002年公司被认定为“广东省高新技术企业”；2002年公司通过了ISO9001：2000国际质量认证，现为中国机床工具协会滚动功能部件分会副理事长、副秘书长、金属切削机床标准化委员会委员和滚动直线导轨副国家标准参与起草单位。     

关于滚动直线导轨摩擦力与预紧力关系的研究

主要分析差动滑动和弹性滞后等因素对承受预加载荷下的滚动直线导轨副摩擦力的影响，得出过盈量与摩擦力的关系，为通过测定摩擦力来确定过盈量提供了理论依据。     

基于刚度组集的混联机床的静刚度分析与优化

为了深入研究基于冗余驱动并联机构的混联机床的静刚度,提出一种建立整机刚度模型的方法,这种方法考虑了滚动直线导轨副和轴承的变形.根据刚度组集原理建立整机刚度矩阵,得到整机静刚度分布情况,并讨论了滚动直线导轨对整机静刚度的影响,针对机床薄弱环节,进行结构优化.结果表明: 在一定工作空间内,整机x、 y、 z方向静刚度具有对称性, z向刚度最好, x向刚度最差.滚动直线导轨副对整机刚度影响较大.通过改进某些部件结构提高了整机x向刚度,为此类机床设计和优化提供了理论分析依据.     

关于滚动直线导轨摩擦力与预紧力关系的研究

主要分析差动滑动和弹性滞后等因素对承受预加载荷下的滚动直线导轨副摩擦力的影响，得出了过盈量与摩擦力的关系．为通过测定摩擦力来确定过盈量提供了理论依据     

滚动直线导轨热变形对接触刚度的影响

以HSR15A滚动直线导轨为研究对象,基于赫兹接触理论,分析了滚动直线导轨在考虑预载和热变形情况下的弹性受力变形,建立了滚动直线导轨结合面变形的几何关系,从而推导出结合面热变形对接触刚度影响的理论模型.通过有限元软件仿真分析了滚动直线导轨在不同垂直载荷下的温度分布,以及热变形对滚动直线导轨刚度的影响规律.分析结果表明:随着垂直载荷的增大,滚动直线导轨上滚道刚度逐渐增大,下滚道刚度逐渐减小,等效刚度也逐渐减小;热变形可以使滚动直线导轨刚度减小,且随着载荷的增加热变形对刚度的影响越来越显著.     

滚动直线导轨预过盈量的一种优化准则

分析了滚动直线导轨接触区的滚动摩擦力和差动滑动摩擦力，以差动滑动摩擦力最小为准则，讨论了滚动直线导轨在一定外加载荷下的优化预过盈量。     

滚动直线导轨副的振动研究

以滚动直线导轨副的静刚度研究为基础，运用力学知识建立了导轨副的动态微分方程组，并利用数值分析中的四阶龙格－库塔法进行了模拟运算，其结果由ＦＦＴ集成分析软件包进行处理．同时，还做了有关的实验，以便与理论分析相比较，达到对其振动研究的目的．结论也有助于进一步的振动分析     

一般载荷作用下滚动直线导轨副的刚度计算

推导了在一般载荷作用下滚动直线导轨受力变形的基本方程，进行了数值计算，并与实验结果进行了比较．基于最大接触应力的判据，提出滚动直线导轨额定静力矩的基本定义，并计算了几种产品的额定静力矩．     

重载下滚动直线导轨副的接触特性

针对现有数控机床滚动直线导轨副的研究仅限于外力小于临界力时的情况,求解了当外力大于临界力时的静力学特性参数。假设在轻载下,滑块和直线导轨都给滚珠施加相等的压力,则滚珠的压缩变形量是传统结果的2倍,据此对外力小于临界力时的刚度公式进行了改进。考虑在重载下上滚珠受力但下滚珠不受力,建立了滚动直线导轨副的刚度公式,从而构建了外力小于临界力以及大于临界力时的完整刚度公式,并通过有限元法获得了滚珠与滚道之间的接触应力和接触变形量。理论分析表明:导轨副在轻载下,上滚珠力是外力的隐函数,但外力是上滚珠力的显函数;在轻载和重载的整个范围内,导轨副的所有静力学特性参数都是上滚珠力的显函数。仿真结果表明:当外力小于临界力时,上滚珠力和刚度均随预载荷等级的提高而增大;当外力大于临界力时,导轨副刚度随外力的增大而增大,上滚珠力和刚度都不依赖预载荷等级;上滚珠力随外力的增大而增大,下滚珠力随外力的增大或预载荷等级的降低而减小;上滚珠刚度随外力的增大而增大,下滚珠刚度随外力的增大而减小。推导的完整刚度公式可为分析数控机床滚动直线导轨副的接触特性提供参考。     

舰炮弹库出弹平台进给系统动态特性分析

利用弹簧-阻尼模型建立了大口径舰炮弹库出弹平台进给系统中滚动轴承、丝杠螺母副及滚动导轨副结合面的等效动力学模型,综合考虑了滚珠丝杠纵向、扭转和横向振动,以及弹箱所在工作台的6个自由度的振动,借助Hertz接触理论,分析计算了滚动轴承、丝杠螺母副及滚动导轨副结合面的刚度特性。基于模态分析法对比分析了考虑结合面接触刚度和不考虑结合面接触刚度情况下整机的动态特性,得出结合面特性对整机动态特性分析的重要性,为提高系统的抗振能力提供了依据。     

滚动直线导轨副可动结合部动力学建模

在系统分析国内外有关滚动直线导轨动力学特性研究成果的基础上,提出了一种新的直线滚动导轨副结合部动力学模型,并通过实验验证了该模型.结果表明.a.所建立的直线滚动导轨副结合部动力学模型具有通用性,可以用于任何一台使用该直线滚动导轨副的数控机床的动力学建模中;b.计算机仿真计算结果与实验结果基本一致,在侧翻和偏航两个模态处,固有频率的仿真计算值与实验值非常一致,误差不超过3%,说明了模型的有效性;c.所建立的模型可以方便地与成熟有限元软件结合.     

数控工作台的组成与混合模型

数控工作台是一个复杂的非线性动力学系统,为辨识非线性动态特性,必须弄清数控工作台的组成,建立其力学模型和数学模型。本文建立了数控工作台的物理模型,分析了各组成部分的连接关系;用混合建模方法对各个部件分别建模,综合各个部件的模型得到整体模型。混合模型考虑了滚珠丝杠的分布质量、摩擦和间隙的非线性,对研究数控工作台的非线性动态特性具有实际意义。     

面曝光快速成形系统升降工作台运动精度研究

介绍了面曝光快速成形实验系统的基本原理,构建了由运动控制卡、驱动器、精密滚珠丝杠、直线导轨等组成的升降工作台,并对其运动精度进行了测试和评定.工作台向下进给时,定位精度为10.9μm,单向重复定位精度为10.8μm;工作台向上进给时,定位精度和单向重复定位精度都为7.6μm.测试结果表明,该系统能够满足制作小尺寸零件的精度要求.     

数控机床进给系统的摩擦力特性

基于FANUC数控系统FOCAS函数集提出了实现进给系统伺服电机的力矩电流和工作台位置实时采集的方法.利用三次样条函数,给出了力矩电流和工作台位置离散数据连续化的处理方法,进而提出了进给系统摩擦力辨识算法.利用试验结果,分析了进给系统摩擦力的均值特性和频谱特性,结果表明:由于丝杠螺母副与两端轴承不同轴,其摩擦力局部均值呈现悬链形式,其总体均值在低速进给时较大,随进给速度增加迅速下降;当进给速度达到一定值后,随进给速度增大,摩擦力略有增加.在进给系统工作过程中,滚动体在丝杠滚道内的周期运动、丝杠波纹度、滚动体进出丝杠螺母副及导轨滑块内循环轨道将激励起摩擦力对应的基频和倍频波动.     

经济型数控工作台的闭环控制

提供了一种经济型数工作台闭环控制的解决方法，给出了硬件控制结构及控制算法，对提高数控工作台的精度具有指导作用。