六沟槽滚珠直线导轨副的摩擦迟滞现象研究

摩擦力具有强非线性,这一复杂多变的量是数控机床的运行中的不利因素,对加工制造精度、零件表面质量、机床运行平稳性等产生严重影响。综合考虑了预滑移阶段和滑动阶段的摩擦属性,以六沟槽滚珠直线导轨副为研究对象,基于其整个运动阶段的摩擦力进行分析,基于粒子群算法与计算进行参数辨识,建立了LuGre摩擦模型,搭建了摩擦迟滞试验台,模拟导轨副实际的工作情况,对其运行过程中产生的迟滞行为进行了试验分析与讨论。

滚珠丝杠滚道法向截面测量系统

为了实现滚珠丝杠滚道法向截面的快速、精确和无损检测,建立基于光学测微计的滚珠丝杠滚道法向截面测量系统。基于滚珠丝杠滚道法向截面测量原理设计了检测装置,对原有滚道法向截面数据处理算法进行优化,提出了角度划分圆弧方法、圆弧数据均匀化方法。对检测装置中传感器安装误差、水平移动平台直线度误差、传感器误差进行分析,并进行误差补偿。最后,通过实验验证检测装置和优化后的算法组成的整个检测系统的精度。实验结果表明:算法优化后检测系统测得的滚道法向截面参数,随着划分圆弧的角度增加最终收敛。算法优化后检测系统测得的圆弧半径和接触角与厂家提供的误差最大值分别为3.6μm和19′31″,相对算法优化前提升率分别为64.36%和53.46%;测得的圆弧半径和接触角标准偏差最大值分别为1.56μm和2′41″,相对算法优化前提升率分别为22.77%和56.67;测得的圆弧半径和接触角的A类不确定度最大值分别为0.63μm和1′6″,相对于算法优化前分别降低56%和70%。滚道法向截面检测系统的精度、重复性和不确定度均满足测量要求。

基于电接触的滚珠丝杠负载预测方法研究

在分析了滚珠丝杠副内滚珠滚道电接触理论的基础上,提出一种通过测量电阻预测滚珠丝杠副负载的研究方法,为滚珠丝杠副负载状态感知提供了新的思路。现有负载感知方法是离线完成的,即将滚珠丝杠副拆卸下来安装在专用测试试验台上,借由力传感器检测,体积较大且不利于中小型丝杠检测,因此需要采用负载时能产生变化且检测传感器体积小的物理量进行检测,即电阻。首先,基于赫兹接触理论建立滚珠丝杠副接触受力模型;然后,建立在考虑加工误差、几何误差等误差引起的附加载荷下的滚珠载荷分布模型,总结出负载、预紧力与变形量的数值计算公式;最后,基于电接触的Greenwood和Williamson理论,提出理想的滚珠丝杠副电路模型,建立滚珠丝杠副负载预测模型。以3205-4-P2-405变导程滚珠丝杠副为例,采用滚珠丝杠副额定静载荷及静刚度试验台展开试验验证。试验结果与理论计算值最大误差5.88%,最小误差0.69%,证明了所提出的基于电接触测量的滚珠丝杠副负载模型的准确性,为滚珠丝杠健康状态评估和寿命预测提供参考依据。

基于变分模态优化法的丝杠副振动信号分析

滚珠丝杠是数控机床中常见的精密传动部件,在工作过程中的碰撞冲击会影响其使用寿命。首先,通过振动信号监测丝杠副的工作状态,有助于评价丝杠副的运行质量。根据碰撞与动力学分析得到滚珠的特征球通频率公式;其次,提出了基于遗传和粒子群混合优化的变分模态分解方法,通过优化变分模态分解方法中的参数惩罚因子和模态数以寻求最优解;最后,通过支持向量机方法对滚珠丝杠副正常与故障的振动信号进行分类预测。结果显示,基于遗传粒子群共同优化的变分模态分解方法在对振动信号球通频率的提取中,分解得到的信号分量更清,具有较大优势。

基于综合工艺偏差的滚珠丝杠副静刚度建模

为了建立准确的滚珠丝杠副轴向静刚度理论模型,分析刚度的影响因素和规律,基于综合工艺偏差对滚珠丝杠副全滚珠载荷分布的影响,建立了轴向静刚度模型,提出了一种在综合工艺偏差下符合滚珠丝杠副轴向静刚度的计算公式。以GZ3206T型滚珠丝杠副为例,基于综合工艺偏差,通过Ansys Workbench 2022 R1有限元软件进行分析实验,然后通过轴向静刚度试验台进行对比实验验证,实验结果吻合度为87.85%~98.7%,验证了综合工艺偏差的滚珠丝杠副轴向静刚度模型的准确性,对分析和提高滚珠丝杠副传动精度设计和承载能力评估提供参考依据。

仿真与试验相结合的斜轧丝杠工艺参数优化

针对提升斜轧丝杠产品精度的需求,通过研究斜轧丝杠成形原理,在工厂之前使用的依靠经验和通过大量试轧丝杠并根据其试验检测得到的精度来确定轧制成形过程中相关参数方法的基础上,通过DEFORM-3D软件对轧制成形过程的有限元仿真,利用仿真总结出各参数对轧制丝杠的影响规律,在经过试验验证规律的正确性后,计算出了优化后的斜轧丝杠工艺参数,生产对应参数的轧制丝杠以验证精度的提升。该优化方法使用的轧制实验件少、过程简单成本较低,考虑到各生产环节对丝杠精度的影响,充分联系实际生产,获得的优化结果可靠性高,且该方法适用范围较广。工厂利用优化的后斜轧丝杠工艺参数生产后,斜轧丝杠的精度获得了明显提升,最高达P4级精度。

极限工况下滚珠丝杠副疲劳失效研究分析

滚珠丝杠副被广泛应用于航空航天领域,常规工况下的失效机理在航空航天极限工况下不再适用。因此,针对极限载荷下滚珠丝杠副失效机理,提出了基于裂纹萌生和扩展的失效机理研究方法。通过电镜、金相、粗糙度仪和显微硬度等方法进行分析。结果表明,切向表面与次表面裂纹均是垂直于切向力的方向萌生,表面裂纹背离切向力扩展,次表面裂纹沿塑性变形方向扩展;轴向表面产生的疲劳裂纹角度在50°~85°;剥落坑形貌沿切向力方向由深到浅,剥落坑前侧区域比后侧区域更容易受疲劳影响,但后侧区域更容易受磨损影响;国外滚珠丝杠副寿命高于国内,提高滚珠丝杠副接触表面精度和组织均匀度,预计可以提升50%使用寿命。

小型地面移动机器人特殊运行姿态动力学建模与分析

该文以六履带移动机器人为研究目标,以适应越野路面及特殊功能需要,如爬越障碍、自身撑起、翻身等特殊动作。文中给出了系统构成、传动原理及系统设计方案,对运动姿态进行了描述,重点对自身撑起、爬越障碍、翻身3个特殊运动姿态进行了动力学建模,并结合动力驱动能力进行参数对比分析,得出了受力与驱动关系模型及状态临界条件。通过分析为小型地面机器人在复杂地理环境下顺利运行,提高机器人适应性提供了理论设计依据。

滚珠丝杠滚道误差测量与分析算法研究

该文研究了滚珠丝杠滚道几何参数的测量和计算方法。该算法将采集的数据点分割成滚道数据域和丝杠外径数据域,分别对这2个数据域进行拟合处理,得到滚道几何参数,并给出了评定方法。实验采用非接触式测量方式,通过采集丝杠滚道法向误差数据,实现对丝杠各个滚道参数的测量。该方法可以实现丝杠中径、丝杠外径、螺距、滚道跳动、滚道形状误差的测量与分析,与繁琐的手工测试手段相比,具有采集的数据点多、效率高的优点,得到的测量结果能更好地反映丝杠型面误差。

故障设备最优预防性更换方法应用研究

该文在阐述最优预防性更换维修特性和概念的基础上 ,介绍 2种最优预防性更换维修模型 ,即为了使停机时间最少 ,确定了最优预防性更换间隔期模型和最优预防性更换役龄模型 ,同时介绍了 2种模型对应的具体预测计算方法。以某型火箭导弹发射武器系统中的插拔机构为实例 ,说明了具体的计算过程 ,并比较了 2种方法的效率。实践表明 ,最优预防性更换维修方法可操作性强 。

基于评分分配法的某型火箭炮可靠性分配

采用工程中比较实用的评分分配法,将定性和定量分析技术相结合完成了从整车到零部件可靠性指标的分配过程。在分系统级,按每一分系统的故障频率定量分配;在零部件级,按复杂度、改进难度、环境条件、可达性和故障后果等5个因素进行定性评估,最后赋予每个因素以一定权值来计算每一个零部件所分配的可靠性指标。以某型火箭炮为工程实例,得到了满意的分配结果。该方法可操作性强,在工程中具有一定的实用价值。

强理智多态系统可靠性特征量及评价指标

该文结合多态系统的基本概念 ,重点讨论了强理智多态系统可靠性的特征量及评价指标 ,给出了强理智多态串联及并联系统可靠度计算表达式。通过引入多态系统在某时刻的期望性能利用水平、性能利用水平分散程度参数及可用寿命等评价指标 ,提供了进行强理智多态系统的动态可靠性分析及竞争系统可靠性定量评价的方法。通过串联系统实例 ,说明预测及评价的定量分析方法 。

滚动直线导轨副摩擦力动态测量系统设计

经过几十年的发展，滚动直线导轨副已经日趋成为国际通用的一种支承及传动装置，越来越多被数控机械、自动化设备所采用，在工业生产中得到广泛的应用。

滚珠丝杠副传动效率影响因素试验研究

滚珠丝杠副传动效率与摩擦力矩、磨损及精度保持性存在紧密联系,目前对传动效率影响因素的试验研究多局限于负载和转速,关于润滑黏度对传动效率的影响效果缺乏研究。为了对传动效率影响因素进行系统研究,首先分析了传动效率的影响原因,然后结合stribeck曲线得到影响传动效率的主要因素,并分析这些因素影响传动效率的机理,最后通过试验得到了负载、转速及润滑黏度对传动效率的具体影响方式,并总结了在不同负载、转速及润滑黏度下传动效率的变化规律。

滚珠丝杠副激光动态测量系统设计

1．丝杠测量国内外研究概况及发展趋势 丝杠检测是丝杠加工中的重要一环，它直接影响到丝杠系列产品的精度和质量。国外许多制造滚珠丝杠的公司，除了致力于改革加工工艺外，都把检测手段的更新换代放在优先的地位。经过多年的开发和试验，已形成丁一套较为完整的检测体系，它们包括有：

滚动功能部件综合性能检测及可靠性研究发展趋势

目前国际上已经形成了一套较为完整的滚珠丝杠副及直线导轨副性能检测体系，包括导程精度测量仪、触针式轮廓测量仪、动态预紧力矩仪、摩擦力矩测量仪、寿命试验机和接触刚度测量机等。

互补型机械系统性能可靠性预计数学模型探讨

提出了机械系统性能可靠性研究中大量存在的“互补型系统”的概念，明确指出了此类系统的特征及与串联系统的区别，针对互补型系统可靠度计算的数学模型进行了有益的探索，给出了对应的结构函数形式和互补型系统可靠度的计算方法，得出了比较有效的结论。以某工程具有互补特点的三大部件为例，进行了分析计算，证明该方法的实用性。实践证明，在预测互补型机械系统性能可靠性中具有较大的参考价值。

基于互补型系统性能可靠性预计方法研究

提出了在性能可靠性研究中大量存在的“互补型系统”的概念，明确指出此类系统的特征，针对互补型系统可靠度计算方法进行了有益的探索，给出了对应的结构函数以及积分算法与离散算法。以某工程自动装弹机具有互补特点的三大部件为例，进行了分析计算，证明该方法的实用性、正确性和预测的准确性。实践证明，在预测互补型系统的可靠性中具有较大的参考价值。

大型、重载、精密滚珠丝杠副设计及硬旋铣加工装备关键技术

一、背景分析 1．大型精密螺纹制造是制约我国大型装备自主研发的瓶颈问题 装备制造业向大型、精密等极端制造方向扩展，大型装备急需高性能的核心传动部件供给，大型精密螺纹就是制约大型装备自主研发的最具代表性核心部件。大型精密螺纹可以实现长距离重载直线传动，是各类大型重载机床的关键功能部件，不可替代，而我国完全依赖国外，因而成为制约我国大犁装备自主研发的瓶颈。

“十三五”滚动功能部件行业规模化生产模式转变思考与对策

针对国产滚动功能部件现状、趋势及需求进行分析,提出滚动功能部件行业规模化生产模式,从三个方面提出对策。