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。     

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。     

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。     

平行四杆机构搬运机器人的设计与分析

对物流搬运方式进行了研究,在分析了传统AGV特点后,提出了一种利用平行四杆机构实现前后双向抓取、摆放动作的搬运机器人。首先,从整体角度描述机器人的机电结构,研究主要部件如螺杆丝杠、平行连杆、蜗轮蜗杆等的设计与特性;基于力学原理建立了搬运机器人起重部件的静力学模型,以弹簧为关键零件,采用全局搜索算法对其优选,显著降低抬升所需的最大输出扭矩,在分析中得出最大扭矩,由此进行减速器的设计;最后,基于静力学模型的受力分析结果,利用有限元分析方法对杆件进行了模拟仿真,获得应力和变形的分布情况。实验表明,结果满足预期设计的性能指标要求,并为进一步优化提供支持。     

建筑工程及材料分析测试共享服务平台建设的实践

大型仪器设备的共享平台建设是我国高校分析检测中心仪器设备信息化进程的发展趋势,该平台可以有效的整合高校内的研发资源,促进科技资源在全社会范围内的高效共享利用。以沈阳建筑大学分析与检测技术研究中心为例,介绍了该中心仪器设备的共享管理模式。实践表明,该平台建设在提高大型仪器设备使用效率和管理水平等方面成效显著。     

基于垂直两点法的电主轴回转精度分析

应用垂直两点法设计测试系统，对电主轴回转精度进行动态测量。该系统主要由标准棒、高精度非接触式电涡流传感器组成。通过建立误差分离数学模型，对垂直两点法测量电主轴回转精度进行分析，利用垂直两点法分离误差方法对实验数据进行处理，得到电主轴在不同转速下的回转精度，研究表明电主轴转速在10000 r/min以上时回转误差较小并趋于稳定，找出影响电主轴回转精度的因素并进行了归纳。对电主轴回转精度在线监测和转速控制提供了重要的理论、实验依据。     

基于VERICUT的异型石材罗马柱数控加工仿真

应用VERICUT及UGNX软件,对新开发的八轴双五联动数控异型石材多功能复合加工中心进行虚拟建模,并使用VERICUT软件对异型石材典型制品——罗马柱进行加工仿真研究。通过仿真检测出由UGNX软件自动生成的程序中存在的过切、干涉等问题,并对加工程序进行修改,改善数控加工工艺。通过此法不仅提高了数控机床加工功能和效率,而且降低了生产成本。     

高速电主轴机-电-热-磁耦合模型及其动态性能分析

建立了一种新型的高速电主轴多场耦合动力学模型,讨论了轴承模型、电机磁路模型、温度场模型及结构模型之间的耦合关系,设计出多场耦合动力学模型的计算流程,分析耦合因素对高速电主轴结构状态的影响,提出电主轴气隙热膨胀影响其磁场分布及动态性能。以150 MD24 Z7.5型高速电主轴为研究对象,计算结果表明,电主轴温升形变对振动幅值影响较大,其中由气隙变化引起的电磁力幅值增加12.1%。实验结果表明：考虑耦合因素时的高速电主轴动态性能与实验结果的吻合度较高。     

一种改进的马氏距离相对变换主元分析方法及其故障检测应用

目前, 主元分析方法(PCA)在数据处理、模式识别、过程监测等领域得到了越来越广泛的应用, 但仍存在部分关键问题亟待解决. 本文为了提高PCA方法的故障检测性能, 进行了一系列的改进, 首先, 本文引入相对变换的概念, 使用马氏距离相对变换直接消除量纲, 通过理论推导证明了马氏距离相对变换可以对数据不进行标准化直接进行数据变换, 而且给出了在相对空间内数据进行PCA变换的合理解释, 表明了基于马氏距离相对变换的PCA故障检测方法可以有效的消除变量量纲对数据的影响, 提高数据的可分性. 其次, 改进了SPE监控指标, 提出一种基于马氏距离的平方预测误差指标, 更有效地实现对工业过程的故障检测. 最后, 将两种改进方法相结合, 提出改进的马氏距离相对变换PCA故障检测方法, 并以轧钢过程活套系统为背景, 实际数据仿真结果表明: 与PCA以及其它改进方法相比, 本文提出的方法具有更好的故障检测性能和实时性, 能准确、有效地检测出活套故障.     

滚动轴承腔内气液固三相流场数值模拟

为了研究高速轴承内气液固三相流动状态,基于VOF模型和DPM模型,建立三维轴承腔多相流模型,在考虑接触角及石墨烯含量的条件下,分析不同进气速度、转速下轴承腔内液固两相分布状态。结果表明：轴承外圈滚道润滑油膜形成与转速和进气速度有关;不同工况下,进入轴承腔内的石墨烯数量不同,随着转速的提高,石墨烯在轴承腔内沿周向的扩散速度加快,进气速度的提高使得石墨烯沿轴向扩散的速度增加。在转速为9 000 r/min时,润滑油易生成较为均匀的润滑油膜。