超高密度硬盘主轴性能的计算机仿真

为了灵活方便地对磁盘机中各种结构形式流体动压轴承的主轴进行性能分析,提出了一种基于边界条件的"面向对象”的组合建模思想,基于该思想,详细论述了边界条件的确定方法以及主轴系统的仿真模型,在Matlab环境下开发了主轴性能分析软件,给出了该软件系统的设计思路和总体规划.     

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。     

加工中心主轴箱的有限元分析及轻量化研究

对某型号加工中心的主轴箱进行静力学有限元分析,在保证强度与刚度基本不变的前提下,对主轴箱的原设计结构进行了改进,并对其冗余质量进行了适度削减.经优化后的主轴箱,总体质量由原来的670 kg减轻至550 kg,质量减轻了18%,达到了主轴箱轻量化的目的.实验结果表明:优化后的主轴箱模态振型较为合理,其固有频率远离机床常用工况区的激振频率区间,表明主轴箱在工作时不易与机床的其他部件或工件产生共振,从而对提高加工精度有利.     

Reliability Based Design Optimization of Aero-Engine Spindle Ball Bearings

Aero-engine spindle ball bearings work in harsh conditions which are affected by relatively complex stresses. One of the key factors which affects bearing performance is its structure. In this paper,we used reliability based design optimization method to solve the structure design problem of aero-engine spindle ball bearings.Compared with the optimization design method, the value of equivalent dynamic load using reliability optimization design method was the least by MATLAB simulation. Also the design solutions show that the optimized structure possesses higher reliability than the original solution.     

Design and Numerical Simulation of Low-Fiber Hollow Spindle in Air-Jet Vortex Spinning

Based on the mechanical system of free-end fibers and the analysis of pulling free-end fibers out of the spun yarn during spinning,a low-fiber hollow spindle is designed and the air distribution of fluent field is simulated numerically. The negative pressure effect is much bigger at the top of low-fiber hollow spindle than that in Murata No.861,which is more conducive for single fiber to get into the channel of hollow spindle. The tangential velocity in 0-3 mm at the top of hollow spindle increases and the fluctuation of radial velocity is much stronger,which enhance the wrapping effect. In the addition,the distribution of axial velocity remains the same.     

基于改进核主元分析的故障检测

针对电主轴系统特点,提出基于改进核主元分析(KPCA)的故障检测方法,引入混合核函数的定义,将多项式核和径向基核的混合核方法与主元分析方法(PCA)相结合,解决采用单一核函数诊断故障时的高误诊率问题.首先对数据进行预处理,然后使用混合核函数对数据矩阵进行映射,映射到高维特征空间,使非线性数据变量变为线性数据变量,并使用PCA提取变量数据的高维空间相关特征确定主元个数,最后根据混合非线性主元特征计算出的T2和Q统计量,实现在线故障检测.该方法改进传统核函数的选取方法,充分考虑工业过程中的非线性,更精确地描述工业过程特性,可以准确、有效地检测出电主轴系统故障.对田纳西-伊斯曼(TE)过程以及电主轴系统的应用实例证明该方法的可行性.     

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。     

硬盘主轴电机流体动压轴承的有限元分析

给出了具有螺旋槽的流体动压轴承的数字仿真结果．模型采用二维深度平均的雷诺方程,在Ｍａｔｌａｂ环境下开发出了有限元分析软件．该程序能够处理诸如开有内部流动循环孔的结构较复杂的流体轴承,并且灵活性好,适用于不同的设计需要,该程序还具有动态划分网格的能力．以一种耦合的轴承结构为例,说明该程序在流体轴承设计中的能力,同时给出了它的各种特性曲线的耦合计算结果     

液体静压电主轴热态模型

电主轴是一种高速的主轴部件单元,它是高速加工技术发展的必然性选择.电主轴独特的内置式电机结构形式,使得其发热问题突出,如果散热状况解决不好,将严重地影响电主轴的正常工作.对于电主轴热态特性研究,分析了电主轴的热源和散热方式,通过有限单元法,对电主轴进行网格划分,求出电主轴中各节点的具体温度值及温度场分布云图,建立了液体静压电主轴的热态数学模型.电主轴热态模型的建立及温度场的分析,可以为电主轴的设计提供一定的依据.     

螺旋油楔高速主轴动静压轴承研究

提出了一种新轴承--螺旋油楔动静压轴承.该轴承的结构能加速润滑油在轴向的流动;在周向两相邻油楔之间无润滑油流动.这样轴承的温升大为降低.该轴承具有高速、低温升、高抗振性优点,是高速主轴理想的轴承.