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小孔节流深浅腔动静压轴承承载特性解析研究 被引量：19
1
作者 孟曙光 熊万里 +2 位作者 王少力 吕浪 郑良钢 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第22期191-201,共11页
小孔节流深浅腔动静压轴承是一种采用小孔节流器实现节流作用及浅腔实现二次节流作用的动静压混合轴承。针对现有理论不能解析研究油腔结构参数及工作参数对承载特性影响规律的不足，以及计算流体力学数值仿真软件计算时周期长，而不便... 小孔节流深浅腔动静压轴承是一种采用小孔节流器实现节流作用及浅腔实现二次节流作用的动静压混合轴承。针对现有理论不能解析研究油腔结构参数及工作参数对承载特性影响规律的不足，以及计算流体力学数值仿真软件计算时周期长，而不便于工程设计人员应用的缺点，基于油腔压强分段线性化的思想，建立分析小孔节流深浅腔动静压轴承的油腔压强、承载能力、静刚度、进油流量及温升等承载特性的解析方法。进而以该方法研究动静压轴承的供油压强、主轴转速、进油孔径、浅腔深度、初始油膜厚度等参数对轴承承载特性的影响规律。研究发现，在其他结构参数及工作参数一定的条件下，浅腔深度为初始油膜厚度的2～3倍时，轴承刚度接近最大、温升接近最低。通过油腔压强的解析值与试验值的比较，证实了该方法的有效性和研究结果的正确性。 展开更多
关键词 动静压轴承 小孔节流器 解析法 承载特性 深浅腔轴承
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可控节流参数对液体静压轴承特性的影响研究 被引量：15
2
作者 熊万里 胡灿 +1 位作者 吕浪 郑良钢 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第21期63-71,共9页
节流器是液体静压主轴的核心元件,其节流特性对液体静压主轴的刚度和回转精度具有直接影响。针对现有节流器在主轴工作时节流特性不可控的不足,提出一款预压预调型可控节流器。在分析可控节流器工作原理和节流特性基础上,根据流体润滑理... 节流器是液体静压主轴的核心元件,其节流特性对液体静压主轴的刚度和回转精度具有直接影响。针对现有节流器在主轴工作时节流特性不可控的不足,提出一款预压预调型可控节流器。在分析可控节流器工作原理和节流特性基础上,根据流体润滑理论,建立基于可控节流器的液体静压轴承承载性能的理论模型,研究可控节流器供油压力、弹簧刚度和控制油腔压力等参数对液体静压轴承承载性能的影响规律,并与固定节流液体静压轴承的承载性能进行对比。研究发现,在其他结构参数及工作参数一定的条件下,可控节流器能够显著地提高液体静压轴承的油膜刚度;在不同偏心率条件下,可控节流液体静压轴承的最佳油膜刚度对应的节流参数不同。在开发的液体静压电主轴试验台上进行了试验研究,通过对油腔压力和油膜刚度的理论计算值与试验测量值的对比,证实了可控节流方案的有效性。 展开更多
关键词 液体静压轴承 可控节流器 缝隙节流器 承载能力 油膜刚度
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有限体积法与正交试验法相结合的动静压轴承结构优化设计 被引量：11
3
作者 孟曙光 熊万里 +2 位作者 王少力 吕浪 郑良钢 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1234-1242,共9页
针对小孔节流深浅腔动静压轴承的性能优化问题,基于平行平板扩散流动计算模型及流量守恒原理,推导了微元控制体边界压力的插值函数,提出了分析小孔节流深浅腔动静压轴承的油腔压力、承载力、静刚度、进油流量及温升等承载特性的有限体... 针对小孔节流深浅腔动静压轴承的性能优化问题,基于平行平板扩散流动计算模型及流量守恒原理,推导了微元控制体边界压力的插值函数,提出了分析小孔节流深浅腔动静压轴承的油腔压力、承载力、静刚度、进油流量及温升等承载特性的有限体积计算方法。使用该方法研究了供油压力、主轴转速、进油孔径、浅腔深度、初始油膜厚度等参数对小孔节流深浅腔动静压轴承承载特性的影响规律,从而得到了以上相关参数的优化区间。在此基础上,采用四因素三水平的正交试验法,在满足多目标性能最优的前提下,得到了小孔节流深浅腔动静压轴承结构参数与工作参数的最优组合。以该组参数试制了小孔节流深浅腔动静压轴承并建立了试验平台,测量了不同转速及供油压力下油腔的压力值。试验结果表明,轴承油腔压力试验数据及理论计算值随主轴转速的变化趋势一致;误差在11%以内。验证了有限体积法与正交试验法相结合的动静压轴承结构优化设计方法的正确性。 展开更多
关键词 有限体积法 正交试验法 小孔节流 深浅腔动静压轴承 承载特性 结构优化
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轴颈外圆磨削成圆过程的双转子耦合模型及仿真算法 被引量：4
4
作者 熊万里 陈建华 +2 位作者 丁文祥 曾旭 郑良钢 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期170-177,共8页
主轴轴颈外圆的圆度对机床主轴部件的回转精度具有直接而重要的影响。磨削加工是实现轴颈外圆高精度加工的最重要的手段。虽然磨削技术在主轴外圆加工上已长期应用,但是利用现有的研究成果,还难以对一个既定的磨削系统的磨削成圆过渡过... 主轴轴颈外圆的圆度对机床主轴部件的回转精度具有直接而重要的影响。磨削加工是实现轴颈外圆高精度加工的最重要的手段。虽然磨削技术在主轴外圆加工上已长期应用,但是利用现有的研究成果,还难以对一个既定的磨削系统的磨削成圆过渡过程进行完整有效的定量仿真,也难以对磨削工件的最终圆度进行科学合理的预测。在吸收国内外磨削转子系统模型成果的基础上,进一步考虑外圆磨削过程中砂轮和工件之间的相互耦合作用、材料去除、转子振动及变形协调规律,建立了外圆磨削系统的双转子耦合振动模型,提出了模拟轴颈材料去除和圆度变化的"磨削力-瞬时磨削深度"迭代算法。利用所建立的双转子模型和迭代算法,对不同磨削策略下轴颈外圆成圆的过渡过程进行了定量仿真,再现了轴颈材料去除和外圆轮廓变化的全过程;比较研究了不同磨削策略对磨削效率和最终加工圆度的影响规律。进行了相应的磨削试验和对比验证,试验结果证实了所提出的轴颈外圆磨削的双转子模型和迭代算法的有效性和合理性。 展开更多
关键词 外圆磨削 轴颈 成圆过程 双转子耦合模型 仿真算法 磨削策略
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主轴轴承预紧机构研究进展综述 被引量：4
5
作者 史凯 齐向阳 +2 位作者 吕术亮 高卫国 马伟 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2019年第6期141-146,共6页
轴承预紧技术作为高速主轴的核心技术,对实现主轴高速化起决定性作用。目前,常用的预紧方式已不能满足现代加工的要求,因此,迫切需要研发新型预紧机构。综述了具有代表性的轴承预紧机构,并分析现有预紧机构的工作原理和优缺点。最后,针... 轴承预紧技术作为高速主轴的核心技术,对实现主轴高速化起决定性作用。目前,常用的预紧方式已不能满足现代加工的要求,因此,迫切需要研发新型预紧机构。综述了具有代表性的轴承预紧机构,并分析现有预紧机构的工作原理和优缺点。最后,针对现有研究成果,提出了一些关于未来轴承预紧机构研究的建议。 展开更多
关键词 轴承预紧技术 高速主轴 预紧机构
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轴承座安装不同心时电主轴临界转速的计算
6
作者 常雷 齐向阳 +3 位作者 吕术亮 高震 丁超 马伟 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第5期132-138,98,共8页
考虑实际装配中会因产生误差导致前后轴承座安装不同心。针对此工况,对电主轴进行动态特性分析。简化主轴系统,建立转子动力学模型并推导出转子系统的振动方程,得出该振动方程的特征方程。分析轴承-转子系统的刚度与质量矩阵,以求解该... 考虑实际装配中会因产生误差导致前后轴承座安装不同心。针对此工况,对电主轴进行动态特性分析。简化主轴系统,建立转子动力学模型并推导出转子系统的振动方程,得出该振动方程的特征方程。分析轴承-转子系统的刚度与质量矩阵,以求解该特征方程,最终计算出该条件下转子系统的临界转速。结果表明:安装轴承座不同心导致转轴倾斜的角度越大,其临界转速越小。主轴转速为10 kr/min,同轴度从3μm升至18μm(倾斜角为0.005 2°),其一阶、二阶、三阶临界转速分别下降了3.59%、1.77%、0.86%;对其进行ANSYS仿真分析,验证计算结果。 展开更多
关键词 高速电主轴 有限元 刚度 质量 临界转速
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