滚柱直线导轨副滚动体结构改进设计及其性能试验

在对滚柱直线导轨副滚柱进行线接触应力与变形理论分析的基础上,重点研究不同结构滚柱的接触应力分布。利用数值计算和有限元仿真,对相同静载荷下不同滚柱端部压力奇异分布进行数据对比,以优化滚柱结构设计。结果表明：圆弧修形滚子结构不但可以减小应力集中,而且能保持导轨副的刚性。优化后LZ45型滚柱直线导轨的性能优于优化前导轨的性能。     

滚柱直线导轨副结合面参数识别与数值模拟

导轨副结合面静、动态特性对于机床整机性能有着显著的影响,导轨副结合面参数准确识别是机床整机性能预测的基础。国内现有导轨副设计方法落后,严重制约了机床功能部件及整机制造行业的发展。建立一种实用的滚柱直线导轨副动力学建模方法,采用有限元法对导轨副的自由和约束模态进行分析研究,并分别进行了实物模态特性测试,最后将仿真分析结果和实验测试结果进行对比。结果表明:仿真计算结果与试验结果的误差在8%以内,所建立的滚柱直线导轨副动力学模型具有较高的精度,可用于导轨副乃至机床整机特性预测。     

滚柱直线导轨副精度损失模型及其试验研究

针对滚柱直线导轨副精度保持性问题,对其在加载条件下运动精度损失过程进行建模与试验研究.基于经典力学与Hertz弹性接触理论对滚柱直线导轨副在加载条件下滚柱与滚道间接触面进行了力学与变形分析;分析了载荷作用下滚道磨损量的动态变化特性,在此基础上建立滚柱直线导轨副运动精度损失模型;提出了对滚柱直线导轨副运动精度损失过程进行试验的方法.试验结果表明,所建立的模型正确有效,能描述滚柱直线导轨副在加载运行条件下运动精度变化规律.     

滚柱直线导轨副摩擦力与预加载荷的关系研究

针对目前滚动直线导轨副在工作过程中较为复杂的摩擦情况,基于有预加载荷的滚柱直线导轨副的结构特点,建立滚柱过盈量和预加载荷的关系式,结合滚柱直线导轨副的摩擦力和正压力的平衡方程,推导出滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷的数学模型。使用滚动直线导轨副摩擦力试验台对四种不同过盈量的滚柱直线导轨副进行摩擦力测量。试验结果表明:当无外载荷、美孚100号润滑、无密封圈的情况下,有预加载荷的滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷成正比;可通过这个状态下的平均摩擦系数来计算滚柱直线导轨副的预加载荷的大小。     

滚柱直线导轨副磨损系数计算与试验研究

磨损系数是表征滚柱直线导轨副耐磨性的重要参数，然而目前关于滚柱直线导轨副磨损系数的计算方法和试验研究较为缺乏。基于Archard磨损理论，考虑滚柱直线导轨副滑块沿导轨往复运动的特点，引入了修正系数。结合滚柱与滚道间的接触载荷以及滑动速度，建立了新的滚柱直线导轨副磨损系数计算模型。搭建了滚柱直线导轨副加载运转试验系统，测量得到了两根滚柱直线导轨副的摩擦力变化曲线。试验结果表明，滚柱直线导轨副在磨损过程中的摩擦力呈现先快速下降，再缓慢下降，最后小幅度上升的趋势，测得两根样件的磨损系数分别为1.57×10^-13和1.16×10^-13,均处于10^-13这一数量级，这一磨损系数可以用于滚柱直线导轨副磨损相关研究。     

预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响研究

为了研究预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响,文中提出采用ADAMS仿真分析和实验相结合的方法。首先,通过采用不同过盈量的滚柱来表示不同的预紧力;然后,用ADAMS仿真软件对不同预紧等级下的滚柱直线导轨副进行仿真分析得到各阶固有频率及振型;最后,采用锤击法对仿真结果进行实验验证。从结果分析可以看出,仿真结果和实验结果基本吻合,且预紧力增大,导轨副的各阶固有频率也相应增大。文中的研究结果对研究机床振动和振动控制以及准确进行机床动态优化设计具有重要意义。     

螺旋齿摆动液压缸螺纹副优化动力学分析

建立了螺旋齿摆动液压缸的两级螺旋副动力学数学模型,采用ADAMS仿真软件对其进行动力学分析,研究其在极限外负载条件下的最大角度及输出扭矩;依据建立的动力学模型,对螺旋副关键参数进行了优化,分析了不同螺旋升角对两级传动副输出性能的影响。研究结果表明:两级螺旋副最佳螺旋升角在50°附近时传动效率最高。搭建了螺旋齿摆动液压缸样机试验台,通过样机试验验证了动力学模型的准确性。     

结合面参数以及“重心驱动”对机床动力学性能的影响

以基于"重心驱动"原理的MCH63精密卧式加工中心为研究对象通过模态实验识别导轨滑块结合面参数,应用多体动力学理论和虚拟样机技术,建立机床"箱中箱"结构动力学模型,分析动力学参数——刚度、阻尼值的改变和"重心驱动"对机床动力学性能的影响。结果表明:采用"重心驱动"的双驱结构比传统的单驱结构动力学性能有明显的改善,导轨滑块结合面动力学参数刚度、阻尼值越大,机床的动力学性能越好机床的振动越小。     

滚柱直线导轨副摩擦力动态测量系统及试验研究

在综合分析滚柱直线导轨副动态摩擦力测量系统功能及定位的基础上开发其测量系统,包括软件及硬件组成、数据采集与分析系统等。基于此测量系统对滚柱直线导轨副动态摩擦力进行试验分析,在试验过程中发现造成某型号导轨滑块摩擦力波动的原因,并针对此现象提出改进方法,为高性能滚柱直线导轨副的生产提供帮助。     

基于虚拟样机的轴向柱塞泵柱塞有限元分析

借助虚拟样机技术可以灵活构建柱塞泵三维模型,并能将部件间的实际运动副以及流体特性引入,从而能使柱塞泵的虚拟样机能模拟实际泵.搭建固液耦合、刚柔耦合的轴向柱塞泵虚拟样机模型,引入柱塞的有限元模型,对柱塞的应力应变进行仿真研究.仿真结果与柱塞泵的理论相符有助于柱塞泵结构改进和性能优先.     

Identification method for damping parameters of roller linear guides

A virtual prototype can save cost and time during the design phase of today??s machine tools. Beside the calculation of the static behavior the prediction of the dynamic behavior gets more and more important, but the calculation results are often not satisfactory. Basically this is caused by a lack of knowledge about damping properties of machine tool components and their modeling. Within a project of the German Research Foundation (DFG) the damping of roller linear guides is investigated. The measuring method used to identify the components?? damping utilizes a simulation model to separate the damping of the machine component from the damping of the test bench itself and is state of the art. This article illustrates an extended version of this measuring method which isolates the components?? damping more precisely. Furthermore a first set of results for three types of roller linear guides with different preload classes is presented.     

电液伺服阀喷挡级流场分析与结构优化

基于计算流体动力学方法,对喷嘴挡板伺服阀内部流道进行了三维建模,并利用Fluent进行了全流道的仿真分析,在分析过程中对伺服阀的局部结构进行了参数优化设计。仿真分析结果可以有效地为伺服阀结构设计提供有效的参考依据。     

弧面分度凸轮三维实体模型的建立

文章给出了弧面分度凸轮工作轮廓面上点坐标的通用计算公式,在此基础上阐述利用UG/Freeform Modeling模块与C 语言相结合生成弧面分度凸轮的工作曲面,以实现弧面分度凸轮的三维实体建模.为弧面分度凸轮机构的研究与开发及其动力学仿真奠定了基础.     

Determination of the load on profiled roller guide rails used as ram guides for metal-forming machines

Properties of profiled roller guide rails are high load capacity, high rigidity against tractive and compressive forces, low friction and high accuracy of guidance. The bearing clearance equals zero in profiled roller guide rails due to the pre-stress between carriage, rollers and guideway. For these reasons profiled roller guide rails have been used as ram guides in metal-forming machines for several years. Unlike sliding ram guides, guides with profiled roller guide rails can transmit tractive and compressive forces. Thereby the ram with its guides contributes to the stiffness of the whole machine. The load capacity of profiled roller guide rails is limited to the lifetime of the rollers. The load on the profiled roller guide rails during the production process is the main input for the calculation of the lifetime and can by now only be estimated roughly. The measuring method presented in this paper enables the determination of these loads.     

板坯连铸铸流电磁搅拌辊的设计与应用

利用有限元分析软件对板坯连铸铸流电磁搅拌辊的磁路结构及应用参数进行设计。根据连铸机辊列图,计算了铸流电磁搅拌辊的安装位置及各使用工艺参数下等轴晶率。在满足安装空间的基础上,计算了一定铁芯尺寸下的最佳安匝数、磁场强度、电磁搅拌辊各组件温度分布、辊套变形量等参数。模拟结果表明,电磁搅拌辊安装在扇形段1号段的1号位和9号位能得到47.6%~61.6%的等轴晶率。在辊套直径240 mm的尺寸下,结合绕线空间及安装空间,铁芯直径最大尺寸为127 mm,此铁芯尺寸下的最大电流为400 A。计算的搅拌辊温度分布、辊套变形量指导了工程冷却水量设计及机械结构设计。试验结果表明,数值模拟的磁感应强度与实际测试的磁感应强度基本一致。通过实际运行结果发现,设计的冷却水量满足冷却要求。浇注断面为200 mm×1 000 mm的400系不锈钢铸坯在拉速为0.9 m/min时,铸坯的等轴晶率为55%,这与设计值基本一致。模拟结果正确指导了板坯连铸铸流电磁搅拌辊的设计与应用。     

七斜辊矫直机应用程序设计与数值模拟

根据矫直理论,利用MATLAB GUI平台实现对2-2-2-1型七斜辊棒材矫直机的辊距、辊子斜角、压下量等工艺结构参数的计算,以及等距双曲线辊形的自动设计,并通过VBA技术实现等距双曲线辊形在CATIA软件中的自动绘制。以Φ60mm 20Cr钢为例,由程序计算所得工艺结构参数与辊形曲线,利用ABAQUS有限元分析软件对棒材矫直过程进行数值模拟,得到了矫直过程中的矫直力曲线、残余应力分布和矫直后棒材纵坐标分布曲线。在LGJ100七斜辊矫直机上进行试验验证。试验结果表明,理论计算与数值模拟的结果合理可行,对七斜辊矫直机的高效设计与实际矫直生产具有指导意义。     

大规格圆棒用滚动导卫开度调节系统的改进

针对大规格圆棒生产用滚动导卫在轧制过程中导辊开度不能保持在设定值，影响产品质量及生产顺行的问题，通过对该类型导卫开度调节装置的工作原理及结构分析，明确了结构设计及选用材质与使用工况不匹配是问题产生的主要原因。为此，对调节装置进行了设计优化，改进后的导卫在线时间显著提高。     

三辊螺旋轧机轧辊参数

轧辊是三辊螺旋轧机中重要零件,其参数的选择对轧制工艺有重要影响。文章采用DEFORM软件,通过数值模拟对三辊螺旋轧机的轧辊螺旋角和后锥角的工艺参数进行研究;分析这两个参数对轧制过程的影响,给出定量分析结果,并进行实验验证。