提高大型高精立式机床精度保持性的新型转台技术研究

针对国内生产的高速、高精大型立式机床以及车铣复合机床等高档数控机床迫切需要提高精度保持性的重大需求,开发一种能提高大型高精立式机床精度保持性的数控回转工作台。该回转工作台采用一套精密推力向心组合圆锥滚子轴承,取消了传统结构中的主轴及其复杂的轴承支承系统。推力向心组合圆锥滚子轴承的底圈和上圈都安装在同一个轴台上,实现了上圈、底圈与轴台无间隙的紧配合,消除了轴承所有套圈和它们配合件之间的间隙,并能实现过盈配合,很大程度上提高了机床的精度保持性。     

基于SK-NLM包络的滚动轴承故障冲击特征增强

非局部均值算法(NLM)是活跃于图像信号处理领域的一种新方法,因其良好的去噪特性,近几年来在滚动轴承故障诊断领域也开始获得应用。NLM利用样本点邻域窗口包含的局部结构为基本单元,通过对相似成分加权运算后取其平均值以达到抑制噪声干扰、突出故障冲击特征的目的。但对于强噪声条件下的低信噪比信号而言,NLM滤波效果并不理想。提出一种结合谱峭度(SK)和NLM权重包络谱的故障诊断方法,首先对原始信号进行SK分析得到最优中心频率及带宽构成最优滤波器,初步消除环境干扰及测量噪声;其次对NLM算法进行改进,不再以滤波信号为分析对象,而是直接利用NLM加权运算得到的信号样本点权值分布曲线作为预处理信号的包络信号,从权重角度使故障冲击得到二次增强,消除SK带通滤波器的带内噪声;最后对权值分布曲线进行包络谱分析,进而得到诊断结果。通过仿真信号、实验室信号及工程实际信号分析对所提方法进行了验证,并与最小熵解卷积(MED)进行了对比。     

Highly transparent AlON ceramics sintered from powder synthesized by carbothermal reduction nitridation

Aluminum oxynitride (AlON) powders were synthesized by the carbothermal reduction and nitridation process using commercial γ-Al₂O₃ and carbon black powders as starting materials. And AlON transparent ceramics were fabricated by pressureless sintering under nitrogen atmosphere. The effects of ball milling time on morphology and particle size distribution of the AlON powders, as well as the microstructure and optical property of AlON transparent ceramics were investigated. It is found that single-phase AlON powder was obtained by calcining the γ-Al₂O₃/C mixture at 1550 °C for 1 h and a following heat treatment at 1750 °C for 2 h. The AlON powder ball milled for 24 h showed smaller particles and narrower particle size distribution compared with the 12 h one, which was benefit for the improvement of optical property of AlON transparent ceramics. With the sintering aids of 0.25 wt% MgO and 0.04 wt% Y₂O₃, highly transparent AlON ceramics with in-line transmittance above 80% from visible to infrared range were obtained through pressureless sintering at 1850 °C for 6 h.     

2(3PUS+S)型并联机构驱动部件刚度特性分析

针对2(3PUS+S)型并联机构进给驱动部件,提出并研究了对其刚度分析的新思路和方法,该并联机构以直线模组作为驱动部件,整体刚度主要由滚珠丝杠的刚度、滚珠丝杠副的刚度以及支承轴承的刚度这三大部分组成。计算时先将系统进行简化,同时考虑到滚珠丝杠副在工作状态下滚珠和滚道在面接触点处的弹性变形,以及滚珠丝杠副和支承轴承中结合部的变形,结合理论力学和赫兹接触理论相关理论知识,对滚珠丝杠刚度、滚珠丝杠副轴向刚度以及支撑轴承轴向刚度分别推导求取,最终整合得到整个系统的刚度。此方法概念明确,计算简便,研究结果对此并联机构稳定工作以及动态性能的优化提供了依据。     

管磨机与球破机粉碎机理研究

本文由管磨机与球破机相关行业及其研究背景入手，说明课题的巨大研究价值。围绕水泥成品优质高产低消耗的目标，从管磨机与球破机料球截面筛析理论入手，揭示了管磨机与球破机的粉碎机理。由管磨机与球破机的机理比较引出了球破机与球磨机串联粉磨工艺理论，阐明了球破机作为新型破碎机械对水泥粉磨工艺的影响，必将对利用管磨机与球破机进行破碎粉磨的相关行业技术进步带来积极影响。     

球磨分级自动控制系统在选矿厂的应用

对选矿厂生产控制中存在的问题进行了阐述,对球磨分级自动控制系统的技术特点和在选矿厂的应用情况进行了详细的介绍。     

小波包信号提取算法及其在识别磨煤机煤位敏感声频段中的应用

利用小波包将信号按任意时频分辨率（满足测不准原理）分解到不同频段的特点,本文提出了基于“能量——频段”的磨煤机煤位敏感声频段的识别方法——小波包信号特征提取算法、通过对不同煤位时磨煤筒体机声辐射信号的小波包分解和各个频段上分解信号的特征量提取,确定了磨煤机简体煤位敏感声频段。     

BGA焊球视觉检测算法及系统设计

为了实现对BGA焊球的自动检测,建立了自动视觉检测系统。对系统所采用的焊球特征进行提取及缺陷识别,基于高斯混合模型的分类器对检测算法进行研究。根据焊球的形状和尺寸特征设计了焊球缺陷识别和分类算法,并以锡多、锡少和毛刺缺陷为例,分析典型缺陷的识别算法。以焊球形状的圆度和特征区域的面积等特征参数为评价标准,构建二维特征空间。在二维特征空间线性组合的基础上,构建基于高斯混合模型的分类器。构建了训练样本集,并对该分类器进行训练,根据训练结果并结合应用实际修正了模型,并采用测试集对该分类器进行测试验证。实验结果表明,焊球缺陷检测算法的准确度为97.06%,漏判率为0%,检测可靠度为100%。该视觉检测系统满足了工程运用中对识别准确度、稳定性、可靠性等方面的要求。     

考虑扰动频率的可倾瓦轴承动力学建模及数值模拟

可倾瓦轴承瓦块的摆动性增加了系统的自由度,对轴承油膜动力系数计算有很大影响,而目前的研究在计算流体动压润滑可倾瓦轴承油膜动力系数时未考虑轴颈与瓦块扰动频率的影响。针对这一问题,对考虑扰动频率的可倾瓦轴承动力学建模及动力系数计算方法进行研究,提出考虑扰动频率的可倾瓦轴承频率-缩减(Frequecy-Reduced)动力学模型,详细推导考虑扰动频率的可倾瓦轴承频率-缩减油膜动力系数矩阵形式。采用Newton-Raphson迭代法计算给定载荷和转速工况下的轴承的静平衡位置,利用有限元数值方法求解油膜刚度系数与阻尼系数。结果表明,瓦块和轴颈的扰动频率对可倾瓦动压轴承动态刚度和阻尼影响较大,随着扰动频率增大,阻尼系数的直接项增大,阻尼系数的交叉项变化不大;刚度系数的直接项数值减小,交叉项变化不大。