高速机床主轴部件有限元分析

在对主轴部件分析模型进行研究的基础上,采用弹簧阻尼单元模拟轴承支承的方法,建立了主轴部件动力学分析有限元模型.分别建立了采用两组和三组弹簧阻尼单元,且弹簧阻尼单元沿圆周方向以不同角度布置的机床主轴有限元模型,分析了不同支承情况及弹簧阻尼不同布置角度对主轴模态分析的影响.在对比分析的基础上,确定了合理的分析模型.以沈阳第一机床厂研制和开发的CHH6125高速数控机床主轴为对象,对主轴部件进行有限元模态分析和谐响应分析,并将其和机床试验的结果进行对比,验证了有限元分析模型的正确性.     

开挖过程中隧洞围岩应力主轴旋转及其对围岩破坏模式的影响

采用扩展有限元法(XFEM),通过模拟岩体初始裂隙,研究应力主轴旋转变化下的岩体裂隙扩展模式;以某地下隧洞工程为例,分析隧洞开挖过程中不同部位围岩主应力旋转变化情况;结合应力旋转下岩体裂隙扩展模式,研究这种变化对围岩破坏的影响。研究结果表明:应力方向的旋转会造成围岩中初始裂隙在扩展深度和扩展方向上发生明显变化;在隧洞开挖过程中,洞顶附近岩体的应力方向则在旋转一定角度后即恢复初始方向,边墙附近岩体主应力最大旋转角度接近90o;受应力主轴旋转影响,不同类型岩体宏观上表现为不同的破坏模式,在实际工程中应予以关注。     

打纬曲轴系统的临界转速计算与分析

主轴是喷气织机的关键部件,为了使其具有良好的动态特性,通过有限单元法对其动力学特性进行研究。在PRO/E平台上建立了喷气织机主轴系统实体模型,通过数据交换接口程序,在ANSYS环境下对其进行有限元建模。通过COMBI214单元模拟轴承支撑,在多载荷步作用下对该主轴系统进行模态分析,计算出了前5阶复模态频率与振型,并根据campbell图计算出了0～2 500 r/min范围内的临界转速,确定了该主轴系统在1阶临界转速以下的安全工作转速,使其在工况下的速度控制与调节更为稳定。     

隔热涂层对磨床主轴动静压轴承热变形的影响研究

为了减少热变形,提高高速精密磨床砂轮主轴系统的精度,将隔热涂层应用于深浅油腔动静压轴承.应用FLUENT和ANSYS两个有限元软件联合仿真分析了不同厚度与不同热导率的隔热涂层在不同的动静压轴承供油压力、主轴转速等因素下的轴承热-结构特性.结果表明:动静压轴承的温度和热变形以及它们的均布程度,都随着隔热涂层厚度的增大逐渐降低,随着隔热涂层热导率的减小而减小,随着轴承供油压力的增加而减小,随着轴承主轴转速的减小而减小;隔热涂层还具有均化轴承温度场和热变形分布的作用.高性能隔热涂层将明显降低轴承主轴热变形并且使其热变形均布,最终明显提高高速精密磨床砂轮主轴系统的加工精度.     

汽车空调用斜盘式变排量压缩机排量控制机理

一、压缩机的动力学特性研究 斜盘式变排量压缩机是依靠其独特的运动机构来实现排量改变的.为便于分析,将汽缸静止不动,主轴带斜盘的旋转运动等价为主轴与斜盘不动而汽缸绕主轴旋转的运动.     

轻木结构正交主轴齿板连接承载力试验及分析

为确定轻型木结构正交主轴金属齿板连接节点的受力一变形性能及板齿极限承载力、齿抗滑移承载力,对40个齿板节点试件进行了荷载平行于木纹方向的加载试验.在试验基础上,利用最小二乘原理对数据进行了Foschi公式的曲线拟合,得到该种齿板的荷载-变形曲线;利用概率统计方法对试验数据进行拟合检验,得出该种齿板承载力的概率分布模型,确定了该种齿板的板齿极限承载力标准值和齿抗滑移承载力标准值.分析结果表明,该类节点延性较好,变异性较低.     

基于高速机床刀轴联结设计的研究

高速加工具有比普通加工大5～10倍的切削速度,其优点是能减少加工时间,达到普通加工需要几道工序才能达到的加工精度和表面质量。与高速切削有关的主要问题有：刀具材料及设计、高速机床主轴的动平衡、机床的热态动态性能及可靠性等。而刀具与主轴的联结问题会严重影响高速切削的可靠性及机床主轴的动平衡,已成为限制高速切削的薄弱环节之一。本文将就刀轴联结的设计进行探讨。     

多孔蜗舌贯流风机内非稳态流场特性

在前期采用多孔蜗舌控制贯流风机气动噪声的基础上,采用动态压力测量与大涡模拟相结合的方法,对比研究了多孔蜗舌方案的贯流风机内部非稳态流场特性。实验结果显示,蜗舌的"多孔板与容腔组合结构"可削弱蜗舌气流的压力脉动幅值,因而降低了贯流风机的噪声。大涡模拟结果则揭示了贯流风机内大尺度旋涡运动的特征,其压力脉动特性与实验吻合良好。本文对Powell涡声方程进行了修正,提出一个包含多孔介质和自由空间的涡声方程通用形式,试图以此解释多孔蜗舌对于流体发声的影响与作用机理。     

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.