带冷却系统的XK717数控铣床主轴部件热特性分析

机床主轴系统是机床的核心部件，其热特性的好坏，直接影响机床的加工精度；以建立主轴系统的有限元模型，结合主轴系统与普通水箱之间的冷却模型，对带有冷却套的主轴系统进行了热特性分析，得出了主轴系统的热特性曲线；根据分析结果，对XK717数控铣床主轴部件冷却套的布局进行了改进设计，为优化数控铣床主轴系统提供了理论依据。     

温度测点优化在机床主轴组件热特性研究中的应用

对机床主轴组件温度场和热变形动态特性之间的差异进行了分析。并通过采用最佳温度测点建模的方法,对XH755C型数控铣床主轴进行了热特性分析,达到了减少由于这种特性差异所带来的影响,简化测量过程及便于进行机床主轴组件热特性研究的目的。     

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.     

C6240F车床主轴部件动态特性计算分析

以Ｃ６２４０Ｆ车床为典型例子，根据传递矩阵法原理编制程序，计算其主轴部件的静、动态特性参数。根据计算结果分析其动态特性，捐出该部件的薄弱环节，并通过调整主轴部件的结构参数进行计算和综合分析，对主轴部件结构设计提出改进意见。     

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.     

砂轮回转效应对磨床主轴系统动态特性影响的理论分析

本文从理论上分析了由于砂轮转动状态下产生的陀螺力矩（回转效应）对磨床主轴系统动态特性的影响，建立了转动状态下砂轮产生的陀螺力矩对磨床主轴系统动态特性影响规律的力学模型，并分析了在砂轮转动状态下主轴系统的主要参数对其动态特性的影响。     

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     

3自由度并联主轴头的动力学建模及动态特性

机床的动态特性可以衡量机床抵抗动载荷的能力,对机床切削性能有着重要影响。该文以一种具有平行四边形结构的3自由度并联主轴头为研究对象,研究其动力学建模方法及其分析动态特性。该主轴头运动学支链中的杆件具有变截面特点,基于有限元思想该文提出了一种求解变截面杆件质量矩阵的方法,并考虑铰链的影响,建立了铰链的质量矩阵,进一步推导了并联主轴头的动力学模型。基于动力学模型,研究了并联主轴头在工作空间内的固有频率分布规律及其振型。通过在并联主轴头样机上的实验,验证了动力学模型和动态特性分析的准确性和有效性,为并联主轴头的工程应用奠定了坚实基础。     

气体轴承的动态特性分析及实验研究

针对气体静压主轴回转误差求解不准确的问题,提出了一种利用气膜阻尼模型预测气体轴承动态特性的计算方法,揭示了气膜阻尼影响气体轴承动态特性的内在机制。首先通过微扰动法和分离变量法对气体轴承的气膜阻尼系数建模并求解分析;然后将气膜阻尼系数引入轴承转子系统进行动力学建模,计算分析阻尼系数对气体轴承动态特性的影响;最后搭建气体轴承回转误差测量试验台,得到主轴实时回转跳动误差信号并与理论结果进行对比。实验结果表明:与未考虑气膜阻尼特性的回转跳动误差相比,考虑气膜阻尼特性计算的主轴回转跳动误差值更加接近实验测量值,考虑气膜阻尼特性使主轴跳动误差率减小了4.93%～8%。研究结果可为气体轴承动态特性的预测和精度控制提供理论参考。     

HMC50型卧式加工中心主轴系统固有频率分析

主轴系统是数控机床的重要组成部分,其动态特性是影响机床加工精度的主要原因之一.本文运用有限元分析软件ANSYS对主轴系统进行分析,建立了HMC50型卧式加工中心主轴系统的三维有限元模型并进行模态分析,得到了主轴系统的前七阶固有频率和模态振型,计算了临界转速.验证了主轴系统结构设计的合理性,为今后机床的性能改进提供了理论依据.     

高速高精度数控车床主轴系统的热特性分析及热变形计算

基于现代机床热特性设计要求,利用有限元法对某型高速高精度数控车床主轴系统进行了热特性理论建模与分析.结果表明,当主轴转速为8000r/min时,系统经3h达到热平衡,其最高温升位于前轴承内圈处.进一步计算主轴系统的热变形,并通过对主轴箱体散热筋板的合理布局和优化设计,有效降低了主轴头部的径向跳动和端跳误差,使其小于2μm,均能满足设计要求.特别是主轴头部的径向跳动误差经优化设计后进一步减小为1.55μm,优化效果非常明显.     

轴承刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性的影响

考虑在实际工况下,主轴系统安装上卡盘和工件后动态特性会发生变化,基于有限元法完成了主轴-卡盘-工件系统模型的建立,进行轴承刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性的影响研究。研究结果表明:轴承刚度对两系统动态性能的影响规律不同,前、后轴承径向刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性的影响较大,但两者刚度影响区间不同;前、后轴承轴向刚度对主轴-卡盘-工件系统动态特性影响较小,尤其对提高系统临界转速作用不大。     

典型数控龙门镗铣床主轴系统抗振性能优化

为提高主轴系统的抗振性能,以一台典型的主轴升降式数控龙门镗铣床主轴系统为例,研究了轴承和弹性联轴节两种结合面的有限元建模方法,仿真分析了主轴系统的模态和谐响应动力学特性,通过模态实验验证了动力学仿真分析的有效性,提出了提高主轴系统抗振性能的优化设计方案。研究表明:建立合理的结合面模型是提高仿真精度的关键之一,所研究的主轴系统的主要振型是扭转振动,主轴轴承刚度对各阶固有频率和扭转振幅影响很小,通过优化弹性联轴节刚度和套筒长度可以有效提高主轴系统的抗振性能。研究成果对全面了解并优化主轴系统动态性能具有指导意义。     

船用热交换器铜管切割机切削主轴力学特性分析

切削主轴是船用热交换器铜管切割机关键部件,其力学特性直接影响使用性能．在设计过程中,通过在PRO／E中建模导入ANSYSl4．5完成有限元分析,通过对主轴静态强度、动态刚度、抗振性能以及临界转速分析,为切削主轴设计提供理论．对主轴结构设计实例的有限元分析表明,该设计符合工程要求．     

数控机床主轴单元基本动特性的研究与预测

采用有限元法和实验模态分析方法对用弹性梁理论预测数控机床主轴单元基本动特性的有效性进行研究,理论计算和实验模态分析结果表明,有限元弹性梁理论时具有短粗结构的主轴单元的第一阶模态具有很高的预测精度,研究结果为主轴单元的动态优化设计目标函数的确定打下实验基础。     

高速主轴不平衡振动行为分析与抑制策略

针对高速主轴不平衡激励下空间振动问题,构建了多自由度高速主轴有限元分析模型。基于Matlab解析获得主轴模态特性信息,进而通过与Ansys分析结果对比,可知两者所求解得到的主轴弯曲振型整体形貌变化规律相同,幅频响应曲线峰值契合度较高。为进一步验证模型的有效性,通过高速主轴系统模态测试获取了主轴实验频率响应函数,实验结果表明,其与基于动力学模型分析得到的前三阶谐振频率误差分别为0.16%、4.38%、5.95%,两者匹配程度较高,该模型能准确描述主轴的动态特性。基于该模型,分析了不平衡激励作用下主轴不同位置节点的空间位移特征,研究了主轴转子在不同大小不平衡激励下的空间响应特性,并总结得出了振型及激励对空间位移的影响规律。最后,提出了基于动力学模型的不平衡振动抑制策略,并在9 000 r/min时进行了高速主轴动平衡实验,结果表明:该策略无需添加试重,仅在低于临界转速下采集振动数据就可识别不平衡量,添加配重后不平衡振动得到有效抑制。     

精密机床主轴多目标优化设计

建立较为接近主轴系统实际情况的力学模型，选择易于在微机上实现分析计算和优化的数学方法，建立多支承变截面机床主轴系统静特性参数分析与优化及计算机模拟的通用程序。     

静压轴承自控系统的动态特性

为提高精密机床主轴回转精度 ,并进一步为主轴系统动态特性的改善及其优化设计提供理论依据 ,提出了带节流器的静压轴承自控系统动态品质的分析方法。通过对主轴力平衡条件和液体流量连续性方程的分析 ,推导出系统的非线性微分方程组 ,经 Taylor和 L aplace变换后 ,建立了系统的数学模型。通过对其传递函数的描述和动特性计算 ,得出了在外载荷变化情况下系统的过渡过程曲线和对数相频、幅频特性图像 (Bode图 )。利用自控系统稳定性理论对计算结果进行了综合分析 ,评定了静压轴承自控系统的动态品质     

机床主轴跨距变化对其静、动态刚度的影响

为了合理设计机床主轴的结构,分析研究机床主轴的结构参数对其动态持性的影响,是非常重要的问题。其中机床主轴跨距变化,对其静态刚度的影响,早在五十年代中,西德机床设计工作者R.Piekenbrink利用材料力学理论,进行了分析计算。随着机床动态特性的研究和有限元、电子计算机的应用,大型结构的动态分析程序,已经应用到实际问题中。     

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。