高精度高性能晶体振荡器电路

设计了一种用于实时时钟的高精度高性能晶体振荡器.采用振幅控制机理以达到高频率稳定性和低功耗的要求,基于外部电容调谐的原理来进一步提高实时时钟精度.电路在0.6μm CMOS工艺上实现,测试结果表明在工作电压为3 V的条件下,振荡器的工作电流小于240 nA,振荡器能够稳定工作在1.5~5.5 V的电压范围,时钟精度可达5.8×10-6.     

钛白酸解尾渣旋流分级数值模拟与实验研究

针对酸解尾渣旋流分级过程中分离精度较低的问题,采用数值模拟和实验验证的方式对工艺进行优化。模拟研究表明:当进口速度为1.78 m/s时,高钛品位的粗颗粒的回收效率是91.1%,TiO2回收率偏低;当进口速度为2.78m/s时,杂质细颗粒的分离效率是62.9%,显著降低。为保证高分离精度,进口速度需控制在2.28m/s。进一步研究表明,当进口速度为2.28m/s时,分级后溢流产物的体积平均粒径(D[4,3])为9.2μm,底流产物的体积平均粒径可达43.6μm,有90.3%的杂质细颗粒得到脱除,二氧化钛回收率可达59.3%。     

容器内液体折射率的低相干光干涉测量法

提出了一种测量容器内液体折射率的低相干光干涉方法。实验采用宽带低相干半导体激光光源和改进的迈克尔逊干涉仪,将装有待测液体的容器放入测量臂光路中,当来自容器前后壁的反射光的光程分别与来自参考臂的反射光的光程相等时,会出现干涉现象。利用单个光电探测器得到此干涉交变信号,经计算可求出容器前后壁之间的光程差,进而得到待测液体的折射率。实验结果表明,光学延迟套件上反射镜的平移精度可控制在5μm之内,移动步长为1μm,折射率的测量精度可达10-4量级。此法可用于生物医学检验、食品检验等领域内液体浓度或折射率的实时非接触监测。     

热连轧轧制特性分析及轧制力动态锁定策略

为获得热连轧最优厚度控制策略,进一步提高厚度控制精度,基于轧制特性过程分析,分析轧制过程中辊缝、来料厚度和温度等对出口成品厚度的影响,得到各影响因素的厚度影响系数。针对厚度计AGC和监控AGC存在相互干扰的问题,提出一种动态锁定轧制力控制策略,并将优化后的厚度策略应用于某热连轧厚度控制系统中。研究结果表明:对于典型规格的带钢,平均厚度偏差在±25μm范围内厚度预测精度可达96.8%以上,偏差在±50μm范围内厚度预测精度可达98.8%以上,优于现场控制要求。     

利用姿态约束的并联机器人运动学标定方法

为了提高并联机器人运动精度,提出了一种利用姿态约束的运动学标定方法.借助一个双轴倾角仪,建立了机器人末端2个姿态角恒定约束,根据这种约束构造了相应的辨识模型和标定算法.标定算法得益于倾角仪重复精度和分辨率高于位置精度的特点,不受其位置精度和量程的限制,同时可避免施加机械约束给并联机器人主动关节带来特殊要求.仿真计算表明,在杆长测量精度为2μm、倾角仪重复精度为0.001°的条件下,经过标定后并联机器人的位置精度可达0.1 mm,姿态精度可达0.01°.     

大模数硬齿面圆锥直齿轮仿形刮削的研究

本文利用硬质合金可转位仿形刨刀,解决了大模数硬齿面圆锥直齿轮的仿形刮削加工问题.被刮齿轮齿面硬度可达HRC60.齿面粗糙度可稳定在Rao.16—0.32μm其余精度指标也符合要求。     

大型机件测距系统精度分析

为了提高无导轨大尺寸测量系统的精度,以具有较强稳定度和抗干扰能力的双纵模热稳频He-Ne激光器为光源,采用数字滤波提高信噪比,利用小波变换具有空间局部化的特性和表征信号奇异性的能力,在适当尺度下刻画大尺寸测量信号的过零点,进行小波锐化,以提高节点对准精度.研究结果表明:室外时拍频频率稳定度可达10-7;系统节点对准误差小于30μm;小波锐化能把双纵模无导轨大尺寸拍频干涉仪的测量精度从60μm提高到30 μm.     

四研头超精加工小球机理分析

为了加工高精度小球,研制了倒置式正四面体结构的研磨机。建立了小球加工时的动力学解析模型,并结合Matlab软件模拟的结果,深入分析了球与4研头之间的运动关系以及研头直径与加工覆盖面等之间的关系,探讨了加工精度随摩擦力矩、球的旋转轴变化的情况。同时进行了实验研究,结果表明:该结构适用于小球超精加工,加工后小球圆度可达0.02μm,表面粗糙度可达Ra=0.5nm,完善工艺后精度还能进一步提高。     

浅谈数控机床切削效率的提高

数控加工作为现代制造业先进生产力的代表,在机械、航空航天和模具等行业发挥着极为重要的作用。在加工精度方面,近10年来,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3～5μm提高到1～1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm）。而新一代高速数控机床特别高速加工中心的开发应用与超高速切削紧密相关。     

基于图像处理的微钻芯厚测量

针对接触式芯厚测量设备不能测量直径小于0.30 mm的微钻的问题,提出了基于图像处理的微钻芯厚测量方法.为了提高设备的检测精度,对3种亚像素边缘检测算法进行了对比,综合各算法的误差和耗时,选取灰度矩法为亚像素边缘检测算法;并通过对直径0.40 mm、0.25 mm的钻头的芯厚测量来验证文中提出的测量方法的精确性.结果表明:对直径0.40 mm的钻头,基于图像处理的芯厚测量方法的重复精度可达1μm,重复精度优于接触式芯厚测量方法;对于直径0.25 mm的钻头,基于图像处理的芯厚测量方法的重复精度仍可达到1μm,说明该方法能够有效测量直径小于0.30 mm的微钻的芯厚.     

嵌入控制油腔的静压滑动轴承可控性研究

针对主动控制静压轴承转子运动的可控性和稳定性有待提高的问题,提出了一种在传统静压轴承的油腔内嵌入控制油腔的轴承结构,并采用主动单面薄膜节流器对其供油,充分利用轴承内部的二次节流,以此提高静压轴承的主动控制性能.基于雷诺润滑方程和流量守恒方程,采用有限差分法和欧拉迭代法建立了静压主轴的轴心运动计算模型,研究了不同轴承结构和进油压力下轴承的动态特性和控制特性.结果表明:当控制腔面积占比在30%,封油边宽度为5 mm时,静压轴承同时具有良好的动态特性和控制特性.通过合适的结构设计,嵌入控制油腔的轴承结构可以提高静压主轴轴心运动的可控性.      

液体静压支承动态性能表达式与应用

液体静压支承具有许多优良性能 :高运动精度 ,低摩擦功耗 ,小轴芯偏移 ,大承载能力 ,强抗震能力与长使用寿命等。但这些好的静态性能必须在优良的支承系统动态性能条件下才能充分显示出来。因此支承静态性能保证运动精度而动态性能保证工作条件。根据力学平衡与流量连续条件建立支承系统传递函数 ,导出支承系统动态性能表达式即系统稳定性、动刚度、固有频率、最大振幅与系统抗瞬态干扰能力的新表达式。通过实验验证 ,新动态性能表达式计算结果可靠 ,而且物理概念清晰 ,故可用于实际工作。     

微观形貌扫描隧道显微镜检测的性能分析

对自行研制的双功能扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）的性能特点进行了研究，探讨了影响其纵、横向分辨率的有关因素；对其用于超精微观表面形貌的检测精度进行了分析，提出了其灵敏度、分辨率及视场连续可调的原理；并通过实验检测了原子级分辨率和纳米级分辨率的微观表面形貌，探讨了用ＳＴＭ在不同分辨率条件下对于微观形貌进行检测的可行性．     

周向无回油槽油腔式静压轴承优化设计

本文讨论任意油腔数的静压轴承的优化设计。利用不等步长有限差分法直接求解雷诺方程,进行轴承的分析计算。优化设计采用复合形法,以单位承载量下的功耗最小为目标函数。程序中采用高低精度迭代技术等措施,基本解决了轴承优化设计时间过长的难题,获得了经济机时。通过实例考核,证明本程序是实用、可靠和高效率的,可供设计人员直接调用。     

Determinate mathematical model of couple bearing force of magnetic-liquid suspension guide-way with complicate constraint

Magnetic-liquid suspension guide-way system( MLSGS) is coupled supported by permanent magnetic suspension and hydrostatic bearing. The structure and bearing mechanism of MLSGS of heavy computer numerical control( CNC) machine tools are introduced and the mathematical expression of bearing force of bearing unit is derived and it can be broken apart into six parts which sustains directly the coordinate components of broad external load,where the air gap of permanent magnet and hydrostatic oil film can be simplified as elastic supports,the compatibility equations of deformations for oil films and air gap are presented,and then the bearing capacity calculation of the bearing unit is transformed into a determinate problem. Considering the guide-way as a rigid body,the mathematics expression between the bearing unit's bearing force and the oil film variation is linearized,and the oil pocket's bearing capacity which bears different components of the external load is calculated separately. The six components of the bearing unit are added up,and the final general mathematics expression is derived. The proposed research offers a general simple method for calculating the bearing capacity of MLSGS with complicate constraint,which can be mastered simply by engineering designer and can improve design efficiency and accuracy.     

Simulation and experimental study on lubrication characteristics of vertical hydrostatic guide rails

In order to improve the cutting stiffness,the paper studies the vertical hydrostatic bearing in the slide when a ram is in feed process.The change of the oil film thickness on hydrostatic guide rail and the curve of the oil film thickness in various cutting forces are calculated and a relation model through theoretical analysis method is derived.The pressure field of the guide rail recess is simulated based on the finite volume method and demonstrated through experiments.The study is of vital theoretical significance for the improvement of machining accuracy of numerical control machines and the entire computer numerical control （CNC） equipment and provides valuable theoretical basis for the design of hydrostatic guide rail in engineering practice.     

压电电压反馈控制在异形销孔镗削中的应用

依据异形销孔加工的现状,采用压电陶瓷驱动的柔性铰链机构实现镗刀的径向微位移．根据活塞异形销孔几何特征和压电陶瓷驱动器控制精度高、刚性好和高频响特点及其具有的传感功能,提出了压电电压反馈的控制系统,并在该系统中引入重复控制和干扰通道的开环前馈控制,从而提高了系统的稳定性和跟踪精度．实验表明,加工精度可达3μm．     

曲轴连杆轴颈静压轴承的设计与数值模拟

针对静压轴承在曲轴连杆主轴颈上的应用问题,设计了油腔位于连杆主轴颈上的特殊结构静压轴承和油路通道.为了保证油源压力和轴承直径的均衡,改进了静压轴承的设计方法,确定了油源压力,计算了主要参数,最后确定了满足刚度无穷大条件的κ-β0值.采用流体动力学仿真软件对所设计的静压轴承进行仿真分析,得到了轴承的压力等高线和速度矢量图...     

大重型数控转台静压主轴承载及蜗轮蜗杆啮合侧隙优化

大重型数控转台采用静压轴承径向定位,双导程蜗轮蜗杆精密分度。蜗轮蜗杆啮合侧隙与静压主轴轴承的刚性耦合,影响转台分度精度、重复定位精度和动态性能。基于齿轮分配器的工作原理,建立了大重型数控转台静压主轴轴承的数学模型,分析了各个油腔的压强对应关系,阐明了转台径向承载能力、承载刚性与偏心率的关系。借助激光干涉仪测量转台分度曲线,针对蜗轮蜗杆啮合侧隙的不均匀的现状,推导了啮合侧隙的最大值,提高了转台的重复定位精度及精度保持性。     

超声悬浮轴承系统振幅衰减自抗扰控制

为提高超声悬浮轴承系统轴系转速的稳定性, 设计了自抗扰控制器, 即在保证系统的核心器件压电换能器工作在谐振状态的前提下, 通过对换能器输出振幅的控制, 实现超声悬浮轴承系统稳定运行的控制目标。根据压电换能器的机电等效模型以及实验参数, 利用Matlab 7.0软件仿真环境, 搭建了Simulink仿真系统, 测试了系统的阶跃响应、 抗扰动性能。仿真实验结果表明, 与PID(Proportion Integration Differentiation)控制器相比, 该自抗扰控制器具有较好的响应速度, 而且当工况发生变化时, 能很好地控制振幅的衰减, 抗干扰能力良好。