用正交同步补偿法研究旋转轴系的动态特性

为了研究确定机床主轴在运转状态下的动态特性的新技术,提出了一种能克服干扰信号的正交同步补偿法原理.提供了应用此法获得的高速运转时外圆磨床砂轮主轴的动态特性的实例.对比了转与不转的机床主轴的试验结果,进一步证明了所提出方法的有效性,为研究滑动轴承类主轴系统的动态特性开辟了有效的途径.     

外圆磨床砂轮架系统静动态特性的分析

本文把主轴作为分布质量的弹性梁,建立了外圆磨床砂轮架系统的动力学模型。用子结构法分析了砂轮架系统的静动态特性,编制了计算机程序,并以MBS1332外圆磨床砂轮架系统为例进行了计算和实验。通过对砂轮架的计算可以为改进现有机床的静动态特性和设计新机床提供参考数据。     

机床高速主轴系统的动力学特性

基于Riccatti传递矩阵法，对正在研制的MK2120A型内圆磨床的高速主轴系统进行了动力特性分析，不同规格砂轮对主轴系统的固有频率影响可忽略不计，而不同规格的皮带轮对多统的高阶固有频率影响很大；经过结构动态设计，使主轴临界转速与额定转速之间呈合理布置，确保主轴系统具有优良的动力学品质。研究表明：此方法计算简单，精度较高，计算主轴系统回转效应快捷有效。     

高速磨床主轴模态测试与分析研究

在MSC.PatranNastran软件平台上建立了CNC8312A高速凸轮轴磨床主轴在支承约束状态下的有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化并得到了主轴的最优结构模型,应用LMS振动及动态信号采集分析系统对优化前后的主轴进行了模态测试与分析.实验表明,测试得到的主轴动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的主轴动态特性是一致的,优化后的主轴1阶固有频率明显提高,利用有限元软件进行高速磨床主轴结构优化是可行的.     

曲轴磨床砂轮主轴部件的静、动态性能分析

本文用传递矩阵法及有限元法,并借助电子计算机对MBK8240曲轴磨床砂轮主轴部件的静、动态性能进行了计算;采用数学规划方法对主轴的支承距进行了优化计算,而且作了相应的试验分析.本文的结论对一般外圆磨床砂轮主轴部件的设计也是适用的.     

砂轮不平衡量对磨削表面粗糙度影响的研究

本文建立了一种新的由砂轮不平衡量引起的砂轮架及主轴系统振动力学模型。对磨床砂轮主轴的摆动与磨削表面粗糙度的关系进行了理论分析和实验分析。两种分析结果基本一致。最后，给出了一种降低由主轴摆动引起的磨削表面粗糙度及拉毛现象的方法。     

二自由度液浮陀螺弹性变形漂移力矩的试验和分析

陀螺是惯性导航系统的主要元件。它的漂移误差直接影响整个系统的精度。陀螺在加速度作用下的弹性变形,是产生漂移误差的主要因素。作为漂移测试的一种方法,一般只对陀螺作主轴的极轴翻滚,因而只能测定弹性变形漂移力矩中的一部分。本文提出的方法,是对陀螺进行两条轴的极轴翻滚试验,从而可以确定全部的弹性变形力矩。文章给出了试验力矩方程式的推导,并根据实验所得数据,对减少弹性变形力矩的问题进行了分析。     

基于区间数的高速磨床主轴系统的不确定性优化研究

为了更精确地反映主轴系统在工作状态下的情况,针对高速磨床主轴系统建立柔性体动力学模型,对其在不确定性磨削力作用下的工况进行数值模拟和优化研究.首先采用优化拉丁超立方试验设计方法在设计变量和不确定参数构成的混合空间内采样,再建立包含不确定量的主轴系统径向基函数近似模型,代替耗时的数值仿真模型.利用基于区间数的不确定性优化方法对高速磨床主轴系统进行优化设计研究.结果表明,利用基于区间数的不确定性优化方法,对主轴系统的关键参数进行优化后,表征磨削质量的刚体砂轮质心的径向跳动值比原来有了较大的减少,得到了在不确定磨削力影响下优化结果的响应区间.     

超高速数控磨床磁浮轴承主轴单元设计

介绍了磁浮轴承的工作原理和特点,并针对250m/s超高速磨床主轴系统,首次进行了磁浮轴承主轴单元设计,探讨了径向轴承的性能结构参数、主轴系统的刚度与阻尼特性及陀螺效应等设计。     

磨床砂轮主轴系统振动强度检测电路设计

针对砂轮主轴系统产生的振动直接影响零件的加工精度这一问题，设计了一种检测其振动强度的电路。该电路制做简单，可靠性高，易于在机床上安装，显示直观，为磨床砂轮的平衡调整提供了可信赖的参考依据。     

基于主轴系统动态行为的高速铣削工艺参数优化

提出了一种基于主轴系统动态行为的高速铣削工艺参数优化方法.基于主轴系统动态行为,以无颤振状态下随转速变化的极限切削深度最大及生产率最大为综合优化目标函数,构建集成主轴系统动态行为与工艺参数交互影响特性的优化模型,运用人工蜂群算法对铣削工艺参数进行优化计算,得到无颤振状态下生产率最大的最优铣削工艺参数组合方案.实例及试验结果表明,采用基于主轴系统动态行为的高速铣削工艺参数优化方法可以获得最优铣削工艺参数,该参数在实际切削时不会发生颤振.     

基于有限元方法的液体动静压主轴系统数字化分析

轴承的支撑特性与主轴系统的动态特性直接影响着磨削加工质量,液体动静压主轴系统的动态特性主要体现在轴承的支撑刚度与阻尼.首先使用流体动力学分析技术对液体动静压轴承进行不同参数下的油膜承载能力、油膜温度场分析,进而使用动网格技术对油膜支撑刚度与阻尼进行分析.然后将所得到的支撑刚度与阻尼转化为等效模型应用到主轴系统动态特性有限元分析中,对主轴系统进行动态特性分析.最后采用实验方法测量主轴系统固有频率以验证分析方法的正确性.     

机床主轴动压滑动轴承动态性能分析计算

对机床主轴动压滑动轴承的结构原理和动态工作状况进行了分析 ,用泰勒展开导出动压滑动轴承动态特性参数 ,对两支承对称主轴系统的稳定性进行了分析计算     

主轴系统动态误差和热漂移误差的测试分析

主轴的动态误差和热漂移误差直接影响机床的定位精度和工件表面加工质量。运用API主轴动态误差及热变形分析仪和API主轴误差分析软件对加工中心的主轴进行动态误差和热漂移测试。通过测量系统采集到的机床主轴系统的温度变化及分布数据及主轴系统的热变形数据,可以了解及掌握机床在运转过程中主轴系统的实际工况,如热平衡时间、主轴系统不同时刻在各方向的变形量等信息,对以后主轴系统的优化设计和动态补偿提供了基础数据支撑。     

高速气浮电主轴转子系统不平衡响应分析

针对高速气浮电主轴转速高,动力学行为复杂,对不平衡激励敏感的特点,基于推广的拉格朗日方程,建立了高速电主轴转子气体轴承系统的动力学数学模型,获得了自由振动微分方程与强迫振动微分方程。在分析气浮电主轴系统残余不平衡质量产生的惯性离心力及不平衡磁拉力的作用机理的基础上,利用有限元方法,对某最高工作转速为250000 r／min 的高速气浮电主轴转子系统进行了不平衡激励的谐响应分析,揭示了运行于超临界模式的高速气浮电主轴在不平衡激励下的动力学行为,为实际工程应用中的高速气浮电主轴转子系统的优化设计、振动控制等提供了理论依据。     

地毯簇绒机主轴系统的动平衡研究

随着地毯簇绒机主轴系统的高速化,主轴的不平衡响应与振动响应将会加大,继而影响地毯簇绒质量。因此,针对一般地毯簇绒机主轴系统,在尽量减少结构形式改变的原则下,提出了一种平衡轴方案,设计了一种新型的主轴系统,采用传递矩阵法建立主轴系统的数学模型,并应用Matlab软件进行仿真分析。结果表明,相比一般簇绒机主轴系统,这种采用平衡轴的主轴系统在高速运转时的横向和纵向最大振动位移减小约40%,其动态平衡和减振效果明显。     

基于整体传递矩阵法的导向工具偏心主轴动力学特性

指向式导向工具主轴是进行导向作业的关键部件之一,其动力学特性将直接影响到井眼轨迹控制效果及作业安全,因此非常有必要开展工具主轴偏置状态下的动力学特性的研究。基于整体传递矩阵法,建立了指向式导向工具外壳-轴承-主轴系统动力学模型,推导出了主轴任意节点处的几何和力学方程,分析了空载工况下导向工具整体固有频率和振型,结合实例计算了不同偏心距和不同转速下的导向工具主轴测点偏移量,并利用指向式导向工具的试验台架进行了主轴测点偏移量实验验证。结果表明,实验测得的数据与理论推导的主轴测点偏移量数据非常接近,误差最大仅为6.48%,由此验证了所建力学模型的合理性。     

复合式油膜阻尼器在机床主轴系统中的应用

计算机模拟计算和试验研究表明,机床滚动支承主轴系统采用复合式油膜阻尼器,可显著提高机床的动态性能。深入研究了油膜阻尼对主轴系统的共振频率及振幅的影响。对于共振频率是油膜阻尼的单调增函数,以及油膜阻尼关于轴端振幅存在最优值等特性进行了理论分析,并得出若干重要结论。     

磁悬浮立式铣床主轴稳态特性

分析磁悬浮立式铣床主轴控制系统中PID参数对系统阶跃响应的影响,优选出两组PID参数,并对磁悬浮立式铣床主轴在不平衡激扰力作用下的动态特性进行仿真研究.结果表明,PID控制器的比例参数影响系统阶跃响应的超调量,积分参数有利于减小系统稳态误差,但积分作用不易过大,微分环节影响系统的响应时间;磁悬浮立式铣床主轴质量不平衡引起的激扰力会降低主轴旋转精度,在不平衡激扰力作用下,磁悬浮立式铣床主轴端面中心将产生与其转速同频率的周期性振荡,随着磁悬浮主轴转速升高,主轴端面中心振荡加剧.