转盘轴承实验技术概况及NJUT-I实验系统

转盘轴承设计时通常以普通轴承理论为基础,计算参数则根据大量的实验数据来确定,因此,实验直接决定了转盘轴承设计计算的可靠性和准确性。文章结合国内外转盘轴承及其实验技术发展概况,对性能实验系统的方案进行探讨,并研制了NJUT-I型实验系统。该实验系统主要包括结构本体、液压系统、检测和控制系统,可施加轴向力、径向力和倾覆力矩,开展转盘轴承的承载能力、运转灵活性和寿命等实验项目。可用于转盘轴承质量检验、性能评估、优化设计研究等,对我国转盘轴承行业的发展具有重要意义。     

滚动轴承预紧力对其转子系统特性影响的理论及试验研究

为了改善滚动轴承-高速电主轴系统特性分析中对轴承只取其刚度和阻尼元素参与计算的情况,引入滚动轴承预紧力参数,建立用于轴承转子系统特性分析的滚动轴承预紧力约束方程,从理论上计算预紧力对系统刚度、临界转速和轴承性能的影响.以角接触球轴承-高速(60 000 r/min)电主轴系统为对象,设计一种预紧力测量方法,通过实验研究轴承预紧力对轴承转子系统的影响,结果表明测量结果与理论计算基本一致.     

径向型超导轴承的计算和实验研究

针对应用于离心式氦气冷压机的径向型高温超导磁悬浮轴承,给出了永磁转子磁场计算和结构设计方法,并开展了轴承径向力和径向刚度的计算研究,搭建了超导轴承性能测量平台,开展了轴承转子空间磁场测量和轴承性能测试。计算和测试结果表明,磁场计算方法可行,且结果准确,在距离永磁转子外表面1 mm处的最大外磁场强度约为0.5 T。轴承径向力在场冷和零场冷条件下的计算结果均随转子偏心量的增大而增大,与测试结果在线性度和趋势上具有很好的一致性。本文实验轴承径向刚度测试值为362.4 N/mm,与场冷条件下的径向刚度计算结果334.594 N/mm接近。本文所述的径向轴承磁力计算方法可用于超导轴承径向刚度的定性计算和设计,对超导轴承的应用研究具有一定的指导意义。     

高速机床主轴－轴承系统动态性能研究

为研究主轴－轴承系统的动态性能,以某型号精密卧式加工中心主轴系统为研究对象,通过偏心质量激励法测得主轴支承轴承刚度,采用Timoshenko梁单元对主轴进行有限元建模,系统地分析了主轴离心效应、轴承预紧力对于主轴动态性能的影响,并进行了实验验证。结果表明：提高预紧力可有效增加主轴轴承刚度,提高主轴动态性能。同时证明采用有限元法计算主轴轴承的刚度是一种行之有效的方法。     

大型转盘轴承加工用组合机床研究

针对企业对大型转盘轴承的高效、高精加工要求,通过自主创新的途径,开展大型转盘轴承加工用组合机床的研究。重点攻克机床的总体结构设计、高速高精数控工艺技术及自动化加工数控程序、高速切削热传递及温度场控制、高速切削刀具等关键技术难题,开发一种大型转盘轴承加工用高精高速数控组合机床,为轴承零件的干式切削加工提供了快速生产手段,使加工效率大幅提升。该机床运用绿色节能设计理念,采取基于摄像头、加速度计检测技术的机床传动节能装置和智能化的能源管理系统以及最新的驱动和电机技术,可减少多达40%的能源消耗。     

基于FLUENT软件的多孔质静压轴承静态特性的仿真与实验研究

将计算流体力学中的FLUENT软件成功地引入到多孔质静压轴承研究领域.该软件对边界条件、计算模型、控制参数及网格质量方面都有严格要求.本文应用该软件对多孔质静压径向轴承进行了三维流场的计算,得到了气体在多孔质静压轴承中的压力变化图像及轴承承载能力的数据,进而可以根据承载能力计算轴承的静态刚度.最后在自行研制的实验台上对仿真结果进行实验验证.     

结构参数对转盘轴承承载与润滑性能的影响

转盘轴承的承载和润滑性能是判断其能否满足主机需求的关键指标。以低速重载交叉滚柱式转盘轴承为研究对象,综合ADAMS动力学仿真与弹流润滑理论研究了接触角、滚动体直径和数量等结构参数对转盘轴承承载和润滑性能的影响。结果表明:随着接触角的增大,最大接触载荷和膜压逐渐减小,而膜厚逐渐增大,因此适当增大接触角可以提高转盘轴承的承载和润滑性能。随着滚动体直径的增大与数量的减少,最大接触载荷逐渐增大而最大接触应力逐渐减小,膜厚逐渐增大,膜压逐渐减小,因此在转盘轴承设计中,应综合考虑承载和润滑性能两方面的因素确定合适滚动体直径和数量。     

实验参数对力曲线中Cassie-Wenzel状态转换信息的影响

目的 探明合适的实验参数范围，以获取稳定的润湿状态转换信息，考察实验系统误差、实验过程参数、表面润湿性能和润湿状态转换条件等对力曲线上润湿状态转换信息的影响规律。方法 根据力曲线法的理论，计算出采用不同实验参数时获取的含有润湿状态转换信息的力曲线，并采用文献的实验结果验证理论计算分析出的实验参数影响规律。结果 采用体积为0.1 mL的液滴进行挤压液滴实验时，1 µm的距离误差和0.8 mN的作用力误差即可保证力曲线上润湿状态转换信息较为明显。对于一般精度的测试系统，能保证较为明显的润湿状态转换信息的液滴体积为0.050 mL以上，加载步长的优选值区间为10~25 µm，精度较高的系统可应用体积为0.010 mL的液滴。加载表面的润湿性能对力曲线上的润湿状态转换信息影响较小，待测表面在Cassie状态的润湿性能影响也较小，但待测表面在Wenzel状态的接触角大可能使代表润湿状态转换信息的凸起宽度减小。借助于润湿状态转换过程中液滴充填进超疏水表面微结构内导致的作用力下降信息，可增强力曲线上的润湿状态转换信息。结论 通过选用较小的距离误差和作用力误差，采用大体积液滴和可变加载步长，可以增强力曲线上的润湿状态转换信息，液滴充填微结构引起的力曲线上大幅度的凹陷也可以作为润湿状态转换的标志。     

暂冲实验气源两级调压阀串联调压的参数设计及测试

高压气体轴承实验具有压力高、流量大等特点。而现有的气体轴承实验气源的压力调节方法由于工作压力低、流量小无法应用于高压和大流量工况。为了对高压气体轴承暂冲实验气源的输出压力进行控制,提出了两级自力式压力调节阀串联调压方法,通过计算确定了自力式压力调节阀的相关参数,并进行了实际测试。测试结果表明:两级串联阀组能使阀后压力在4 s内由1.2 MPa快速下降至设定压力,可实现压力的快速调节。因采用流程工业广泛使用的自力式压力调节阀作为主要调压部件,显著地降低了高压气体轴承暂冲实验气源系统的建设成本,获得了较好的输出压力稳定性,具有较高的工作可靠性。为小型实验室内的暂冲实验气源系统的压力控制提供了一种简单有效的解决思路。     

高速精密轧辊磨头实验平台机械系统的设计及其性能研究

为了给高速精密轧辊磨头磨削性能的研究提供实验条件,设计了一种供研究用的高速轧辊磨头实验平台。此实验平台通过模拟负载系统来代替磨床工件的进给系统,可缩短试验周期、降低实验成本。在此基础上,为了检验高速轧辊磨头实验平台的性能,利用有限元分析软件对实验平台的整体结构和关键零部件进行静力学及模态分析。分析结果表明:该高速精密轧辊磨头实验平台可以满足强度和刚度等性能要求。     

磁流变气动速度控制系统的实验研究

设计了一种磁流变气动速度控制系统,该系统融合了气动技术和磁流变技术.本文介绍了系统的结构组成和性能测试原理,采用无阻尼、有阻尼和阻尼PID 3种实验方式,获得系统在不同目标速度时的相关实验数据,最后通过对实验结果的比较,分析了系统的静态和动态性能.     

谐波减速器用柔性轴承疲劳寿命实验与失效分析

柔性轴承是谐波齿轮减速器的重要组成部分。为了研究柔性轴承的失效特性,研制了一种可进行柔性轴承疲劳寿命实验的专用试验机。该试验机的加载装置能够与柔性轴承的内圈一起旋转,并可在外圈主轴两端同步施加载荷。通过对四套柔性轴承进行疲劳寿命试验,观察到了几种柔性轴承的失效现象。实验后测量了沟道的宽度,深度和表面粗糙度。实验结果表明:柔性轴承的内圈仅在主轴末端出现磨损和疲劳剥落现象,而外圈可能出现疲劳断裂和剥落现象。此外,还发现柔性轴承套圈沟道的磨损是不均匀的。     

SO910轴承测振仪传感器部件的实验研究

本文对ＳＯ９１０轴测振仪的传感器部件进行了实验研究，做了频响曲线，线性特性等性能的实验。进上步验证了传感器部件影响ＳＯ９１０轴承测振仪测量值不一致的主要原因。     

高速铣削系统动态实验方法研究

针对高速铣削加工中心设计并进行了静态模态实验、动态空转实验和铣削实验,分别在不同工况下的静态实验、主轴空转不铣削实验、不同铣削参数铣削实验下测得振动信号和动态铣削力.通过对各项实测数据的对比分析,得出各铣削参数与高速铣削系统动态特性的关系,识别特定加工条件下的稳定性铣削极限,为探讨适合高速铣削特点的实验测试及其动态特性优化方法提供依据.     

一种新型超导混合磁悬浮轴承的悬浮力特性分析

针对普通高温超导磁轴承刚度小、承载力低、悬浮间隙难以调节等不足,设计了一种由永磁体、超导块材及超导线圈组成的新型悬浮系统。在此基础上,利用临界态模型及商用有限元软件分析了其悬浮力随间隙变化的规律,通过分析对比,证明了仿真计算与实验测试具有良好的一致性。研究结果表明:引入超导线圈可提高轴承的承载能力,增大轴承刚度,便于调节悬浮间隙,有利于其高速稳定运行,同时还能降低系统的功耗。     

电液伺服研究实验平台液压系统设计

根据电液伺服研究实验平台的功能确定了液压系统的组成和主要技术参数,分析了液压系统的工作原理和设计特点,对主要液压元件进行了计算和选型,论述了液压系统的设计过程并获得了设计结果,对电液伺服系统的设计具有参考和借鉴意义。     

车铣复合加工中心电主轴的稳定性分析和实验研究

电主轴单元是车铣复合加工中心的核心功能部件.利用ANSYS对电主轴系统完成了自由模态以及两种考虑轴承支承的约束模态分析.并针对电主轴单元进行了现场实验,测得主轴实际模态.综合分析理论计算与实验结果表明计算的自由模态与主轴实际模态区别较大,模态分析时必需考虑轴承的支承作用,并且用两组弹簧才能很好地模拟QBC型角接触球轴承组的支承约束.设计的电主轴满足工作要求.     

考虑支撑变形的转盘轴承接触载荷分布的计算

提出一种考虑轴承套圈及其支撑结构弹性变形的大型转盘轴承接触载荷分布的计算方法。利用该方法分析了支撑结构弹性变形、轴承游隙及初始接触角对四点角接触球轴承接触载荷及接触角分布的影响。其结果与采用有限元方法得到的结果基本吻合,且计算效率大大提高。研究成果为定性分析大型转盘轴承的承载能力提供了理论依据。     

AZ31、AZ91镁合金薄板热拉伸成形规律的实验研究

设计了正交实验表,对AZ31和AN91镁合金薄板试样,在万能实验机上进行了在线加热拉伸实验,分析了成形温度、拉深速度、压边力和毛坯直径对拉伸成形极限高度的影响规律,得到了AZ31和AZ91镁合金薄板最佳拉伸工艺参数范围,即成形温度为180℃,拉伸速度为10 mm/min,压边力为2000N,毛坯直径为85mm.本研究能为镁合金拉伸件的生产提供理论依据.     

基于MATLAB GUI的谐波减速器专用柔性深沟球轴承设计及接触分析系统

为缩短轴承设计、分析、计算周期,提高轴承设计效率和精度,将谐波减速器专用柔性球轴承作为研究对象,采用MATLAB GUI软件平台开发谐波减速器专用柔性球轴承设计及参数修正模块、轴承设计参数检测模块、接触应力计算模块和ABAQUS有限元联合分析计算模块。所设计的分析系统使用方便,只需输入轴承主参数,便可完成轴承参数设计、最大接触应力计算、有限元分析,且结果可在系统界面显示或以txt、Excel文件形式输出。介绍谐波减速器专用柔性球轴承设计方法,对已完成设计的轴承参数进行验证及分析,并进行多次工程应用。结果表明：该系统高效可靠。