高速电主轴单元的振动性能研究

目的高速电主轴单元是实现高速、超高速磨削加工的关键技术之一．主要研究应用陶瓷轴承对电主轴动态性能的影响．方法采用“外点惩罚函数法”与“凑整解法”相结合的算法进行了陶瓷球轴承优化设计，并对电主轴进行了静、动态性能实验研究．结果探讨了陶瓷轴承电主轴单元结构布局形式的选择，分析了高速电主轴的振动性能．结论研究表明，应用陶瓷轴承作为主轴支承，电主轴单元振动小、温升低、运转精度高，有效提升电主轴功率和极限转速，适应高速、高效磨削加工的要求．     

电主轴上改善性直接转矩控制的振动实验

针对电主轴控制性能改善的迫切需求,在经典的直接转矩控制(direct torque control,DTC)中融入空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制技术,给出其改善性的控制算法.定子磁链空间位置与Park逆变换后的ud和uq作为输入,利用SVPWM控制技术转换成逆变器的三相电压量,进而有效地控制电主轴;对电主轴上的定子磁链进行近似圆形轨迹的调制,计算出实验所需的离散数据.使用DSP和IGBT模块搭建了硬件实验电路,对电主轴进行电磁振动速度及加速度实验,实验结果表明:3个方向振动速度在不同运行频率、特别是100~450 Hz的转矩脉动明显减小,各向振动加速度的振动幅值明显减小,表明DTC融入SVPWM后,系统的控制性能得到改善,不仅改善了系统的动态性能,也减小了电磁磁链和电磁转矩的脉动.     

基于蜂群算法的机床主轴对流换热系数优化（英文）北大核心CSCD

机床主轴温度场分析是一种减少主轴热误差,提高主轴精度及其稳定性的重要方法。作为热分析边界条件中关键参数的对流换热系数,其值的大小反映了主轴零部件表面与空气对流换热的强度,对主轴有限元温度场分析结果的影响最为明显。深入研究主轴对流换热系数的影响因素,提出一种基于人工蜂群优化算法的机床主轴换热系数优化算法。实验表明,提出的蜂群算法能够根据环境温度和转速而自动寻找优化的主轴换热系数。     

国内外异型石材机械的现状及发展趋势

随着石材制品向着高质量、多样化、艺术化的方向发展,石材加工产业也需要更多高效率、多功能的加工设备来满足人们对装饰材料的需要。本文介绍了目前国际上技术水平较高的几种异型石材加工设备及其特点,并分析了我国异型石材机械设备的现状,探讨国内外异型石材机械的发展趋势。     

高速电主轴冷却系统模型建立

本文研究高速电主轴在不同转速下的温度变化,由于电主轴属于内装式电机,电主轴所产生的热量不容易散出。为了防止电主轴温度过高而引起的精度降低,研究了发热部位以及传热方式、深入剖析了影响电主轴温度的相关冷却参数,通过大量实验数据与传热的理论基础拟合出电主轴温度与冷却参数的函数关系,建立了电主轴冷却的参数模型。实验证明这种方法建立的模型准确,为以后完善温度控制模型提供了重要根据。     

高速电主轴运行状态评价指标体系的建立与分析

高速电主轴单元作为高精密机床的核心功能部件,其运行状态直接影响机床的加工性能,掌握高速主轴单元的实时运行情况对于提高数控机床的加工效率、合理安排设备维护和延长设备使用寿命都具有非常重要的实际意义。通过建立层次型的评价指标体系,对电主轴运行状态影响因素指标进行模型简化。采用层次分析法确定各个影响指标的权重,来表征不同因素对电主轴状态的影响程度,最后结合综合指数对电主轴运行状态进行量化评价。以100MD60Y4型电主轴为例进行实验验证,获取综合评价指数,可以实现对运行状态的等级划分,通过监测影响因素的评价指数能够对运行状态劣化原因进行追溯,为合理安排检修和缩短维护时间提供了理论支持,证明了电主轴运行状态评价指标模型的有效性和可行性。     

油气润滑条件下电主轴轴承腔内多相流特性分析

基于油气润滑气液两相流理论,采用COMSOL Multiphysics仿真软件建立B7003CY/P4角接触球轴承腔内的油气两相流模型,分析轴承腔内气相流速、压力以及润滑油的分布。通过计算轴承的摩擦生热量以及腔内关键点的换热系数,分析轴承腔内温度场的分布。试验与仿真结果表明:润滑油沿着进油管道进入轴承腔内,大量的润滑油聚集在轴承腔内的前端,少许润滑油会随着空气进入轴承腔内,而进气速度影响润滑油的分布;轴承腔内的温度受电主轴的转速和进气压力影响,随着电主轴转速提高,摩擦产生的热量增多,轴承腔内的温度升高;进气压力越大,空气流速越大,轴承腔内的温度越低,且轴承腔内换热系数细化后得出的温度场更接近真实值。     

用FP2系列PLC实现高速外圆磨削的控制

对FP2系列PLC在高速外圆磨床上实现圆柱体工件在线测量及闭环反馈控制的方法进行了研究。实践证明该方法精度高,稳定性好,有较强的抗干扰性和实用性。     

超声分散对石墨烯润滑油分散稳定性影响的仿真与实验研究

基于LAMMPS分子动力学模拟石墨烯润滑油在超声环境中的分子运动轨迹,通过分子均方根位移方程,计算石墨烯分子扩散系数,从微观角度揭示了超声分散机理。实验通过调节超声分散机功能参数,改变超声时间和超声功率,将所得石墨烯润滑油混合液进行Zeta电位测量,通过Zeta电位表征石墨烯在润滑油中的分散稳定性。结果显示,石墨烯润滑油的分散稳定性与超声时间和超声功率在一定程度上呈正相关曲线,但当超声时间超过105 min,超声功率超过600 W后,分散稳定性有所下降。