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结构参数对砂轮主轴系统动态性能的影响 被引量:31
1
作者 罗筱英 唐进元 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期128-134,共7页
以某数控螺旋锥齿轮磨齿机为研究对象,建立主轴系统的有限元模型,并进行模态分析和谐响应分析,得出特定工况及不同结构参数下主轴系统的较低阶固有频率、振型以及位移的幅频响应曲线和动柔度的Nyquist曲线,进一步分析支承跨距、支承刚... 以某数控螺旋锥齿轮磨齿机为研究对象,建立主轴系统的有限元模型,并进行模态分析和谐响应分析,得出特定工况及不同结构参数下主轴系统的较低阶固有频率、振型以及位移的幅频响应曲线和动柔度的Nyquist曲线,进一步分析支承跨距、支承刚度等结构参数对主轴系统固有特性的影响以及对其抗振性能的影响。分析过程中,运用APDL语言将磨齿机主轴系统的关键尺寸参数化,修改预置参数中的跨距后可重新生成新模型,从而使建模和求解的效率大大提高。研究表明,支承刚度对模态影响较大,刚度增加可使第一阶固有频率较大幅度地提升,支承跨距对模态的影响相对较小。要提高该数控螺旋锥齿轮磨齿机的加工精度及加工能力,应使支承刚度达到3450 N/μm,同时将主轴系统支承跨距由原来的260 mm增大到300 mm。 展开更多
关键词 主轴系统 有限元分析 动态性能 固有频率 振型 谐响应
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机床高速主轴系统的动力学特性 被引量:10
2
作者 蔡英 黄国庆 +2 位作者 刘建清 冯一东 刘士良 《江南大学学报(自然科学版)》 CAS 2003年第3期286-288,292,共4页
基于Riccatti传递矩阵法,对正在研制的MK2120A型内圆磨床的高速主轴系统进行了动力特性分析,不同规格砂轮对主轴系统的固有频率影响可忽略不计,而不同规格的皮带轮对系统的高阶固有频率影响很大;经过结构动态设计,使主轴临界转速与额定... 基于Riccatti传递矩阵法,对正在研制的MK2120A型内圆磨床的高速主轴系统进行了动力特性分析,不同规格砂轮对主轴系统的固有频率影响可忽略不计,而不同规格的皮带轮对系统的高阶固有频率影响很大;经过结构动态设计,使主轴临界转速与额定转速之间呈合理布置,确保主轴系统具有优良的动力学品质。研究表明:此方法计算简单,精度较高,计算主轴系统回转效应快捷有效。 展开更多
关键词 数控内圆磨床 主轴系统 Riccatti传递矩阵法 动力特性
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基于ADAMS柔性体的高速磨床主轴系统结构分析及优化设计 被引量:18
3
作者 崔中 文桂林 姜潮 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期518-522,共5页
针对某高速凸轮轴磨床主轴砂轮架系统,在多体动力学软件ADAMS中建立其柔性体模型,并对其进行动力学仿真,对比刚体模型和柔性体模型中砂轮质心的位移变化。建立径向基函数近似模型,从而对主轴砂轮架系统进行结构分析,在此基础上利用遗传... 针对某高速凸轮轴磨床主轴砂轮架系统,在多体动力学软件ADAMS中建立其柔性体模型,并对其进行动力学仿真,对比刚体模型和柔性体模型中砂轮质心的位移变化。建立径向基函数近似模型,从而对主轴砂轮架系统进行结构分析,在此基础上利用遗传算法对关键参数进行优化,对比优化前后的主轴砂轮架系统的性能,结果表明采用该方法提高了优化设计的精度和求解复杂有限元模型优化问题的效率,并且使用柔性体进行系统动力学仿真更能反映出主轴砂轮架系统工作状态下的变形和受力情况。 展开更多
关键词 柔性体 高速磨床 主轴系统 优化设计
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基于ANSYS Workbench的数控车床主轴系统热-结构耦合分析 被引量:18
4
作者 何俊 赖玉活 +2 位作者 罗锡荣 罗晓龙 房学明 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第7期19-22,共4页
在有限元法与热应力学分析基础上,建立数控车床主轴系统的有限元模型,计算主轴系统热特性分析的边界条件.利用有限元分析软件ANSYS Workbench对主轴系统进行热-结构耦合分析,得到主轴系统的温度场分布和热变形,通过实验验证模型的正确... 在有限元法与热应力学分析基础上,建立数控车床主轴系统的有限元模型,计算主轴系统热特性分析的边界条件.利用有限元分析软件ANSYS Workbench对主轴系统进行热-结构耦合分析,得到主轴系统的温度场分布和热变形,通过实验验证模型的正确性。同时计算不同主轴转速对主轴系统温升及热变形的影响,分析结果为主轴系统的优化设计及误差补偿提供了一定的依据。 展开更多
关键词 数控车床 热-结构耦合 主轴系统 热变形
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高速高精度数控车床主轴系统的热特性分析 被引量:14
5
作者 郭策 孙庆鸿 +3 位作者 蒋书运 陈南 朱壮瑞 秦绪柏 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第3期37-39,共3页
基于高速高精度数控车床主轴回转系统热特性设计要求 ,建立了高速主轴系统的温度场模型 ,并通过试验验证了模型的正确性。然后以该模型为基础计算分析了主轴部件的温度场分布和主轴热变形 ,从而为主轴部件的热设计奠定了基础。
关键词 高速 高精度 数控车床 主轴系统 热特性 有限元法
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主轴组件振动模态的分析 被引量:5
6
作者 杨家华 黄旭东 +3 位作者 费仁元 邢巨恒 宋国荣 殷德义 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 1993年第2期89-96,共8页
对机床主轴组件的振动模态进行了详细研究,特别是轴承刚度对主轴组件的固有频率、动柔度和阻尼比的影响问题,通过有限元计算和实验模态分析两方面的比较,证明两者能很好地吻合,所述的主轴组件的振动模态的特点具有普遍性。
关键词 主轴 模态分析 有限元 振动 机床
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数控机床主轴系统可靠性评价 被引量:16
7
作者 谷东伟 申桂香 +3 位作者 张英芝 王志琼 陈炳锟 郑珊 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期540-545,共6页
以40台某国产数控机床主轴系统现场试验数据为基础,针对数控机床主轴系统故障数据少,导致截尾时间所占比重比较大的特点,为提高建模的准确性,采用故障总时间法对数据进行预处理,通过参数估计、d检验和游程检验确定故障过程服从二参数威... 以40台某国产数控机床主轴系统现场试验数据为基础,针对数控机床主轴系统故障数据少,导致截尾时间所占比重比较大的特点,为提高建模的准确性,采用故障总时间法对数据进行预处理,通过参数估计、d检验和游程检验确定故障过程服从二参数威布尔分布;针对某些样本无故障的特点,采用平均秩次法评估影响顾客满意度的指标即平均首次故障时间。针对主轴系统的故障特点,采用以上方法能够得到更精确的可靠性评价指标。 展开更多
关键词 主轴系统 故障总时间法 平均首次故障时间 游程检验
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数控机床主轴优化设计专家系统研究 被引量:15
8
作者 刘世豪 张云顺 王宏睿 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期372-381,共10页
为了提高数控机床的加工精度并促进制造业升级发展,对数控机床主轴优化设计专家系统进行了研究。基于当前丰富的数控机床主轴设计经验、机械动力学、优化方法和模糊逻辑理论,构造了主轴传动方式模糊优选法。以提高数控机床主轴的动静态... 为了提高数控机床的加工精度并促进制造业升级发展,对数控机床主轴优化设计专家系统进行了研究。基于当前丰富的数控机床主轴设计经验、机械动力学、优化方法和模糊逻辑理论,构造了主轴传动方式模糊优选法。以提高数控机床主轴的动静态性能为优化目标,通过灵敏度分析法选择设计变量,建立主轴结构多目标优化设计的数学模型,并提出一种渐进优化算法用于模型求解,得到一种新的主轴结构优化设计方法。将主轴传动方式模糊优选法和主轴结构优化设计方法进行集成,从而形成一套数控机床主轴优化设计专家系统。以一种精密数控机床主轴的多目标优化设计作为应用案例,将优化设计结果与实际情况和实验结果进行对比分析,验证了所构造的数控机床主轴优化设计专家系统的可行性。 展开更多
关键词 数控机床 主轴 模糊逻辑 专家系统 优化设计
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数控机床主轴系统FMECA分析及改进措施 被引量:15
9
作者 王广勇 郭正才 朱艳飞 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第11期111-113,共3页
根据某国产数控机床生产厂家一年半的数控铣床主轴系统的维修记录,对数控机床主轴系统的故障部位、故障模式、故障原因以及致命度进行分析(FMECA);通过分析发现主轴系统的主要故障部位在轴承、皮带、主轴及丝杠位置处,总计故障率达到了7... 根据某国产数控机床生产厂家一年半的数控铣床主轴系统的维修记录,对数控机床主轴系统的故障部位、故障模式、故障原因以及致命度进行分析(FMECA);通过分析发现主轴系统的主要故障部位在轴承、皮带、主轴及丝杠位置处,总计故障率达到了70%,噪声为主要的故障模式,故障原因主要是部件之间存在松动、间隙或者损坏造成。通过致命度分析发现轴承的致命度最高,达到了0.002354;针对轴承、丝杠等故障问题提出了相应的改进措施,为数控机床主轴系统的可靠性设计和分析提供了依据。 展开更多
关键词 数控机床 主轴系统 FMECA 可靠性
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基于HHT的数控机床主轴振动监测系统的研制 被引量:14
10
作者 万海波 杨世锡 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期48-52,共5页
为监测数控机床主轴的运行状态,针对机床主轴在工况条件变化或故障发生时振动信号的非平稳特性,研制基于HHT时频分析方法的数控机床主轴振动监测软、硬件系统。硬件系统包括基于FPGA主控模块与PC104总线的数据采集模块;软件系统包括时... 为监测数控机床主轴的运行状态,针对机床主轴在工况条件变化或故障发生时振动信号的非平稳特性,研制基于HHT时频分析方法的数控机床主轴振动监测软、硬件系统。硬件系统包括基于FPGA主控模块与PC104总线的数据采集模块;软件系统包括时域波形监测与特征数据监测两模块,其中特征数据监测模块具有监测频谱分布及时频分布功能。为更直观、准确反映数控机床主轴振动信号的非平稳特性,提出基于HHT的主轴振动信号特征提取方法,实现对振动信号时频分布的实时监测。数控机床主轴振动信号测试结果表明,该系统在监测信号时域波形与频谱分布的同时,能利用HHT的瞬时频率描述特性,实现对数控机床主轴振动信号时频分布的实时监测。 展开更多
关键词 数控机床主轴 监测系统 非平稳特性 时频分布 希尔伯特-黄变换
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基于热网络的某主轴系统稳态热分析 被引量:14
11
作者 刘昌华 骆广进 +1 位作者 何卫 胡旭晓 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期631-635,共5页
以某主轴系统为研究对象,用热网络法建立了该主轴系统的热平衡方程组;针对主轴系统的结构件、轴承转速、冷却液温度等给定的工况建立了热阻、功率损失、对流传热的计算模型;通过MATLAB求解热平衡方程组,计算出主轴系统的稳态温度场分布... 以某主轴系统为研究对象,用热网络法建立了该主轴系统的热平衡方程组;针对主轴系统的结构件、轴承转速、冷却液温度等给定的工况建立了热阻、功率损失、对流传热的计算模型;通过MATLAB求解热平衡方程组,计算出主轴系统的稳态温度场分布;考虑了轴承转速、冷却液温度、润滑剂黏度大小对主轴系统中关键节点温度的影响,为该主轴系统的瞬态热分析提供了有效的初始条件。 展开更多
关键词 热网络 主轴系统 热阻 传热系数
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数控机床主动力系统载荷能量损耗系数的计算获取方法 被引量:14
12
作者 刘培基 刘霜 刘飞 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期121-128,共8页
机床量大面广,能量消耗巨大并且能量效率低、能量效率规律复杂,因此机床能量效率的研究和应用正在全球迅速兴起。机床主动力系统载荷能量损耗,是机床最复杂的部分,一般占到机床切削能量的10%~20%,其具体多少决定于载荷损耗系数。针对机... 机床量大面广,能量消耗巨大并且能量效率低、能量效率规律复杂,因此机床能量效率的研究和应用正在全球迅速兴起。机床主动力系统载荷能量损耗,是机床最复杂的部分,一般占到机床切削能量的10%~20%,其具体多少决定于载荷损耗系数。针对机床主动力系统载荷损耗系数在线获取非常困难,以及现有获取方法存在切削仪器昂贵、测量过程复杂以及许多机床无法安装等不足,提出一种根据数控机床主动力系统载荷能量损耗数学模型而建立的载荷损耗系数计算获取方法。上述数学模型由三部分组成:基于主电动机的变频器额定功率、额定功率损耗和散热器额定功率等基础参数的变频器功率损耗近似计算模型;基于主电动机额定功率、基频、空载功率和基频下的效率等基础参数的主电动机功率损耗模型;基于机床机械传动系统中每种传动副的数量和载荷效率等基础参数的机械传动系统载荷损耗模型。实际计算时只需获取基础参数和测量机床主动力系统空载功率,便可计算出机床主动力系统的载荷能量损耗系数。基于上述计算方法,计算获取了数控加工中心PL700主动力系统的载荷能量损耗系数。实验结果证实了该方法的准确性和实用性。该方法可广泛用于数控机床的切削功率获取、数控机床能量效率评价和工件能量效率预测及优化等研究和应用中,具有多方面的应用前景。 展开更多
关键词 载荷能量损耗 载荷损耗系数 数控机床 主动力系统
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主轴系统混合磁悬浮轴承的设计 被引量:5
13
作者 曾励 黄民双 +1 位作者 魏伟 王晓青 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 1999年第2期10-12,共3页
介绍了永磁偏置的混合磁悬浮轴承的工作原理。导出了主轴系统混合磁悬浮轴承的悬浮合力,得到了它的最大承载力条件及其设计计算公式。建立了混合磁悬浮轴承结构参数的设计计算理论,并在最后得出结论:永磁偏置混合磁悬浮轴承因无偏置... 介绍了永磁偏置的混合磁悬浮轴承的工作原理。导出了主轴系统混合磁悬浮轴承的悬浮合力,得到了它的最大承载力条件及其设计计算公式。建立了混合磁悬浮轴承结构参数的设计计算理论,并在最后得出结论:永磁偏置混合磁悬浮轴承因无偏置绕组而体积小、功耗低;增加永磁体内部磁动势,可增大轴承的刚度,提高其承载能力以及降低控制功耗。 展开更多
关键词 主轴系统 永磁偏置 混合磁悬浮轴承 机床
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基于复杂网络聚类的提升机主轴系统故障诊断 被引量:14
14
作者 董磊 石瑞敏 曾志强 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期688-693,809,共6页
针对摩擦提升机主轴系统故障耦合、特征微弱且故障样本不易获得的问题,提出一种基于复杂网络聚类的故障诊断方法。该方法从故障数据表现出社团结构的本质出发,以各数据样本为节点,样本间相似度为有权边,构建加权无向复杂网络模型。将欧... 针对摩擦提升机主轴系统故障耦合、特征微弱且故障样本不易获得的问题,提出一种基于复杂网络聚类的故障诊断方法。该方法从故障数据表现出社团结构的本质出发,以各数据样本为节点,样本间相似度为有权边,构建加权无向复杂网络模型。将欧氏空间的距离概念推广到样本的相似性度量上提出广义Ward距离,并以此为划分准则,采用凝聚型合并过程实现网络模型中社团的聚类,即故障样本的模式识别。对主轴系统过载、滚动轴承元件故障及减速器齿轮磨损的分析结果表明,该方法能准确对已知故障类型数据进行聚类,且在过程中不预设类别数,为收集异常数据以便未知故障的发现与诊断提供了数据支持。与多元支持向量机与快速Newman算法的对比结果表明,该方法具有更高的识别精度与效率。 展开更多
关键词 复杂网络聚类 社团结构 故障诊断 广义Ward距离 主轴系统
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印刷电路板高速数控钻床的特点及关键技术 被引量:14
15
作者 王冰 王成勇 +2 位作者 汤宏群 宋月贤 陈明 《工具技术》 2009年第12期3-10,共8页
综述了PCB高速数控钻床的发展现状,讨论和比较了国内外主流PCB高速数控钻床的加工特点、钻削能力和动态性能等;分析了PCB高速数控钻床对电主轴、支撑、进给、控制系统、检测技术和压力脚等关键技术的要求及其发展趋势;提出我国目前PCB... 综述了PCB高速数控钻床的发展现状,讨论和比较了国内外主流PCB高速数控钻床的加工特点、钻削能力和动态性能等;分析了PCB高速数控钻床对电主轴、支撑、进给、控制系统、检测技术和压力脚等关键技术的要求及其发展趋势;提出我国目前PCB钻床与国外产品的差距及研发PCB高速数控钻床亟待解决的关键问题。 展开更多
关键词 PCB高速数控钻床 电主轴 支撑技术 进给技术 控制系统 检测技术 压力脚
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五轴联动数控机床的设计 被引量:13
16
作者 张惠敏 《机床与液压》 北大核心 2010年第8期8-10,共3页
介绍已研制成功的具有自主知识产权与多项专利技术的XTK138/5五轴联动数控机床的总体设计,A、C联动回转轴设计,传动系统设计及数控系统设计。该机床已投入生产,其运行状况良好,加工精度和加工效率达到同类进口机床的水平。
关键词 五轴联动数控机床 A、C联动回转轴 电主轴 滚珠丝杠 控制系统
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高精度数控机床主轴系统热误差的控制方法 被引量:13
17
作者 赵亮 雷默涵 +4 位作者 朱星星 王帅 凌正 杨军 梅雪松 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1165-1171,共7页
为了解决高精度数控机床主轴系统热误差的难题,提出了一种主动控制主轴热误差的新方法.根据设计的螺旋盘管冷却器,分析了硅脂厚度对主轴与冷却器间的接触热阻的影响规律,建立了热阻模型.在简化主轴系统模型的基础上,构建了主轴系统的热-... 为了解决高精度数控机床主轴系统热误差的难题,提出了一种主动控制主轴热误差的新方法.根据设计的螺旋盘管冷却器,分析了硅脂厚度对主轴与冷却器间的接触热阻的影响规律,建立了热阻模型.在简化主轴系统模型的基础上,构建了主轴系统的热-流-固有限元模型,并对冷却参数进行了仿真.利用搭建的温度控制系统,对有限元模型进行验证.结果表明,有限元模型能有效预测主轴系统热特性的变化规律,其冷却器的换热效率高,热平衡时间缩短了约68%,热误差减小了约19%.本研究为精密机床主轴热误差控制提供了一种新思路. 展开更多
关键词 数控机床 主轴系统 温度控制 热误差 热-流-固模型
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主轴系统结合面对主轴系统动力学特性的影响分析 被引量:12
18
作者 汪博 孙伟 +1 位作者 太兴宇 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期231-235,共5页
数控机床主轴系统存在着主轴-轴承、主轴-刀柄、刀柄-刀具结合面,这些结合面的特性对主轴系统动力学有着显著的影响,而获得该影响规律对于主轴系统动态设计及动力学修改有着重要意义。该文以某立式加工中心主轴系统为对象,采用有限元法... 数控机床主轴系统存在着主轴-轴承、主轴-刀柄、刀柄-刀具结合面,这些结合面的特性对主轴系统动力学有着显著的影响,而获得该影响规律对于主轴系统动态设计及动力学修改有着重要意义。该文以某立式加工中心主轴系统为对象,采用有限元法对其进行了动力学建模,在此基础上,对比分析了结合面特性对该主轴系统固有特性和刀尖点频响函数的影响规律。具体可以描述为:主轴-轴承结合面特性影响主轴系统的刚体模态和刀尖点低频段的频响函数;而主轴-刀柄结合面、刀柄-刀具结合面特性直接影响主轴系统的弹性模态和刀尖点高频段频响函数。此外,该文研究也可为主轴系统动力学特性及稳定性预估提供参考。 展开更多
关键词 主轴系统 结合面 动力学特性 有限元法
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LM算法BP神经网络的数控机床主轴系统故障诊断 被引量:13
19
作者 刘金辉 任小洪 《机床与液压》 北大核心 2015年第21期193-196,共4页
针对目前数控机床故障复杂、诊断困难的问题,提出基于人工神经网络的故障诊断方法。在研究传统BP神经网络故障诊断模型基础上,引入改进的BP算法-LM算法,建立机床主轴系统LM-BP神经网络故障诊断模型,对机床主轴系统故障进行分析与诊断,... 针对目前数控机床故障复杂、诊断困难的问题,提出基于人工神经网络的故障诊断方法。在研究传统BP神经网络故障诊断模型基础上,引入改进的BP算法-LM算法,建立机床主轴系统LM-BP神经网络故障诊断模型,对机床主轴系统故障进行分析与诊断,再通过Matlab仿真与传统BP神经网络相对比,仿真结果表明:传统BP神经网络存在较难实现快速、准确的故障定位问题,而BP神经网络LM算法作为故障诊断的核心算法收敛速度快、识别准确。该方案设计合理可行,有较好的应用前景,并给出应用了实例。 展开更多
关键词 数控机床 主轴系统 BP神经网络 LM算法 故障诊断
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主轴系统热变形分析 被引量:12
20
作者 于翔 《应用能源技术》 2008年第10期47-50,共4页
通过对主轴系统热变形的分析,得出影响主轴热变形的主要热源及因素,并对主轴发热量计算文献汇总分析,整理出一些重要公式,其可以为减少主轴热变形和提高加工精度提供理论依据。
关键词 主轴系统 加工精度 热变形
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