基于加速寿命的机床主轴轴承寿命研究

主轴轴承作为数控机床的关键零部件,其性能对于机床加工精度及可靠性寿命具有重要的影响,但由于传统轴承可靠性寿命测试方法的限制,轴承可靠性寿命测试周期较长。基于加速寿命,结合变分模态分解(VMD)的轴承故障诊断方法,通过检测轴承的早期故障以结束其加速寿命测试,减少了轴承加速寿命测试周期。该研究对于提高机床主轴用高速角接触球轴承的可靠性寿命测试效率具有一定的实际应用价值。     

家用洗碗机振动噪声优化设计

洗碗机的振动噪声水平是衡量洗碗机性能的主要性能指标之一。为降低某家用洗碗机的振动和噪声,通过试验与仿真相结合的方式,研究分析了洗碗机箱门和内胆结构固有频率对噪声的影响,结果表明洗碗机箱门和内胆底板固有频率对洗碗机噪声的影响较大,而内胆整体的固有频率对洗碗机的噪声影响不大。通过对内胆底板进行结构优化,优化后的洗碗机内胆整体振动响应优于原设计,且洗碗机噪声由原来的52.72d B降低为38.87d B,达到了噪声低于39d B的设计要求,提升了该产品的市场竞争力。     

流延设备负压真空箱流场仿真研究

采用Fluent软件对流延设备负压真空箱内部流场进行数值模拟研究,得到了真空箱内部的速度场和压力场,分析了压力损失过大的原因。提出了用单层均风孔板替代原双层均风孔板的优化方案,并分析了单层均风孔板位置、孔径和形状对真空箱性能的影响。分析结果表明,单层均风孔板位置、孔径和形状对真空箱进出口总压降影响不大,对真空箱均流效果影响显著。均风孔板距离真空箱背板150 mm,圆孔直径为6.8 mm时,真空箱综合性能最佳,优化后进出口总压降减少了10.1%。     

谐波减速器柔轮装配过程的应力研究

针对中空型谐波减速器柔轮在装配过程中的接触应力和变形分布问题,基于ANSYS软件对柔轮的装配进行有限元分析,仿真柔轮装配后的变形和应力分布。分析结果表明:柔轮在波发生器作用下,齿圈与筒体的连接处以及轮齿末端根部产生应力集中现象;进一步刚轮完成装配后,由于刚轮的约束,柔轮齿圈会产生弯曲变形,使柔轮应力进一步增大,应力增大11%。运用三维光学变形和应变测量分析系统对柔轮装配过程进行了测量,实验结果与仿真基本吻合,验证了该仿真分析的准确性。研究结果显示谐波减速器柔轮装配中产生的最大Von Mises应力达到622 MPa,对其可靠性寿命有较大的影响,对谐波减速器的设计及运行提供了数据支撑。     

缸套内表面网纹对活塞环润滑性能影响研究

以流体润滑为基础,结合Reynolds方程和微凸体模型在考虑润滑油变黏度等因素条件下,建立活塞环-气缸套三维瞬态流体动压润滑模型。采用有限差分法结合MATLAB语言环境编制瞬态流体动压润滑程序并进行仿真计算,研究缸套内表面网纹对活塞环-缸套润滑摩擦性能的影响。结果表明：采用较大综合粗糙度或者交叉型网纹的缸套时,最小油膜厚度值增大、流体摩擦力和摩擦热流量减小,这对于提高润滑性能、减小活塞环与缸套间的摩擦损失有着重要的作用     

流延膜机负压风刀系统流场仿真及结构优化

利用CFD计算软件对流延膜机负压风刀系统流场进行仿真分析，发现用于均匀气流的阻风板和承接板均匀气流的效果不佳，反而在此处产生涡流，阻碍腔体内气流快速排出，影响薄膜受力的均匀性。为此对负压腔室内的阻风板和承接板结构进行优化，结果表明：优化后负压腔室的风量质量流量由0.138 kg/s增加至0.177 kg/s，增长了28.3%，负压腔室流通性增强；入口速度稳定段的速度分布标准差由0.93降低到0.17，入口速度均匀性提高了82%，显著提高了薄膜的受力均匀性。     

基于多信息源机床主轴轴承故障诊断研究

主轴轴承作为机床关键零部件,当前对其的剥落或变形故障研究较成熟,而对打滑烧伤关注较少,传统诊断方式由于后者的故障特征信号微弱而诊断效果不理想。近年部分研究者尝试引入深度学习以自动的高效的挖掘深层特征,对提升机床主轴轴承故障诊断精度的帮助有限。为改善诊断精度,通过检测不同转速下的振动及主轴磨合过程温升曲线趋势,增加了主轴轴承的故障信息量,结合深度学习,在机床主轴轴承故障诊断上取得了一定效果,为主轴轴承故障诊断提供了指导。     

喷枪阳极结构对等离子射流及粒子行为的影响

喷枪阳极是等离子喷涂系统中的关键部件之一,其通过电弧的运动行为直接影响等离子射流流动及粒子的加热加速历程,最终决定了涂层的综合性能.为了深入理解大气条件下锥形Laval和标准圆柱形阳极喷嘴制备涂层性能之间存在较大差异的原因,在前期制备涂层工作的基础上继续开展相关的数值模拟工作.基于计算流体动力学理论针对等离子喷涂过程建立包括喷枪内外区域的数学物理模型,系统探究两种阳极产生等离子电弧、射流特征及喷涂粒子的飞行行为.结果表明:在相同的喷涂条件下,锥形Laval阳极内产生的等离子电弧电压低、消耗电功率小,大电流密度区和等离子速度明显较标准圆柱形阳极的小;在喷嘴出口处,标准圆柱形阳极具有更高的等离子射流温度和速度,但锥形Laval阳极的等离子射流在喷枪外具有较小的衰减速率和较大的空间尺寸;在相同喷距位置,锥形Laval阳极的喷涂粒子速度要比标准圆柱形的小得多,但相应的升温和降温速率却更大,熔化也更充分.因此,标准圆柱形阳极适合制备致密且结合强度高的涂层,而锥形Laval阳极则更适合用于制备高沉积效率的多孔涂层.     

某型高速加工用ISO20刀柄焊缝疲劳性能试验研究

刀柄是高速工具系统的核心部件,其性能的优劣直接影响到刀具系统的可靠性。刀体与变幅杆之间的焊缝是刀柄的薄弱环节,容易发生疲劳失效。为了研究某型高速加工用ISO20刀柄焊缝的疲劳性能,通过常规试验方法对ISO20刀柄焊接试样进行了拉压疲劳试验。结果表明:随着最大加载载荷的降低,ISO20刀柄焊接处的疲劳寿命明显增长;当最大循环载荷降至0.15F_b时,疲劳寿命超过200万次;ISO20刀柄焊缝在应力比R=-1条件下,ΔF-N曲线的方程为lgN=11.732-5.156lgΔF。