直线导轨式隔震装置的设计与性能研究

为确保馆藏文物的地震安全,研制出一款新型直线导轨式隔震装置,采用振动台试验和理论分析方法对其有效性进行验证。首先阐述装置的构造和工作机理,推导出装置的刚度和黏滞阻尼系数表达式;然后制作原型样机并通过振动台试验验证其隔震有效性;最后依据所测基本参数,建立装置单向水平隔震系统的动力方程并开展数值分析。结果表明,该隔震装置结构简单、性能可靠,具有摩擦系数低、起滑加速度阈值小,以及刚度和阻尼灵活可调的特点;它可以在满足位移限值的情况下达到设定隔震目标,且自复位效能力强、残余位移小。装置理论分析结果与试验实测动力响应吻合程度高,且吻合程度随地震动峰值的提高而进一步增强。该理论分析方法可以用于指导装置参数设计和隔震性能评估。

设计参数不确定条件下滚动直线导轨运动性能分析

为了研究几何参数不确定性对直线导轨动态运动性能的影响,用区间数表示几何参数的不确定性。基于赫兹接触理论,分析滚动直线导轨实际受载情况,建立了二自由度动力学分析模型,求解得到滚动直线导轨水平方向和垂直方向动态位移;根据直线导轨精度等级,确定水平和垂直方向位移公差范围。通过对比实际动态位移与位移公差范围,得到了直线导轨水平方向和垂直方向上动态位移位于运动公差合理区间内的时间占比。通过对不同精度等级的SHS-45R直线导轨的分析可以得到,随着导轨精度等级的提高,水平和垂直方向上动态位移位于运动公差合理区间内部的比例逐渐变小。

直线导轨矫直工艺参数研究

矫直是直线导轨生产制造的关键工序,辊式矫直具有良好的通用性和适应性,并且具有矫直效率高的特点。对直线导轨矫直工艺参数进行研究,分析矫直过程中各工艺参数的变化对矫直效果的影响。通过矫直后导轨残余应力和直线度,明确压下量、矫直速度、矫直辊面与导轨面接触质量三个工艺参数对矫直效果的影响。研究表明,压下量对矫直效果影响最为显著。压下量较大或较小时,直线度误差均会偏大,同时应力分布有较大区别。矫直速度、矫直辊面与导轨面接触质量对矫直效果的影响较小。通过设置合理的工艺参数,能够明显改善矫直后导轨的直线度。

滚动直线导轨副可动结合部动力学建模

在系统分析国内外有关滚动直线导轨动力学特性研究成果的基础上,提出了一种新的直线滚动导轨副结合部动力学模型,并通过实验验证了该模型.结果表明:a.所建立的直线滚动导轨副结合部动力学模型具有通用性,可以用于任何一台使用该直线滚动导轨副的数控机床的动力学建模中;b.计算机仿真计算结果与实验结果基本一致,在侧翻和偏航两个模态处,固有频率的仿真计算值与实验值非常一致,误差不超过3%,说明了模型的有效性;c.所建立的模型可以方便地与成熟有限元软件结合.

带滚珠丝杠副的直线导轨结合部动态刚度特性

借助弹性力学中的赫兹接触理论,分析计算直线滚动导轨的线刚度、滚珠丝杠副和角接触球轴承的轴向刚度,建立带滚珠丝杠副的机床直线导轨结合部的动力学特性理论模型,开发了计算软件;以一款立式加工中心为研究对象,分析计算带滚珠丝杠副直线导轨结合部动态刚度,着重讨论工作载荷对结合部动态刚度的影响规律,基于有限元法分析含结合部动态参数的加工中心整机动态特性。研究结果不仅突破了目前机床直线导轨结合部刚度模型不考虑滚珠丝杠副之缺陷,而且与传统的参数识别法和有限元法相比,具有物理概念清晰、计算过程简单等特点。

滚动直线导轨副误差均化作用理论分析

将滚动直线导轨副钢球接触区简化为弹性阻尼元件 。

滚动直线导轨副滚道几何尺寸与性能的关系

文章在滚动直线导轨副的额定静、动载荷 ,刚度及摩擦力等基础理论研究的基础上 ,进一步阐明了滚道几何尺寸与以上各性能之间的关系 。

影响滚动直线导轨副摩擦力的因素

主要讨论滚动直线导轨使用中，影响其摩擦力的几个主要因素，包括结构参数及使用条件的影响，以便正确选择和使用滚动直线导轨。

基于Hertz接触的滚珠直线导轨副接触刚度建模与分析

为建立滚珠直线导轨副接触刚度模型,基于Hertz接触理论对滚珠和滚道的接触面进行了力学与变形分析.考虑了承载前后滚珠接触角的变化,得到了单个滚珠所受接触力与弹性变形之间的关系,在此基础上得到整个导轨所受外载荷同弹性变形的关系.以NSK滚珠直线导轨为研究对象,对所建立的模型进行仿真分析.计算了导轨在不同预紧力情况下的临界载荷,分析了外载荷在临界载荷前后导轨刚度变化情况,通过对比NSK官网相关资料验证了所建模型及理论分析的合理性.

滚动直线导轨副的振动模型研究

以滚动直线导轨副的静刚度研究为基础，运用力学知识建立了导轨副的振动模型，推导出动态微分方程组。同时，进行了有关的数值计算。最后，还做了有关的实验，以便与理论分析相比较，达到对其振动研究的目的。结论也有助于进一步的振动分析。

滚动直线导轨副的滚道中心距误差与承载性能的关系

静刚度和摩擦力作为导轨副关键承载性能指标,直接影响导轨副的运动精度及工作状态。基于赫兹接触理论,建立了滚道中心距误差与导轨副摩擦力和静刚度的模型,并结合理论计算模型与控制变量试验研究了导轨、滑块滚道中心距误差及滚珠过盈量对承载性能的影响规律,对比分析了滚道中心距不同误差情况下的摩擦力和静刚度。研究结果表明,静刚度相对误差为2.46%~8.20%,摩擦力相对误差为0.42%~11.33%。理论仿真值和试验实测值的一致性较好。

滚动直线导轨系统额定寿命计算的研究

根据可靠性原理 ,导出了滚动直线导轨系统额定寿命的计算方法 ,具有重要的工程应用价值。

双丝杠与直线导轨结合部静刚度分析

基于弹性力学赫兹接触理论,对主轴箱在z轴不同位置时双滚珠丝杠副轴向刚度、角接触球轴承轴向刚度和直线导轨副线刚度进行分析,建立了静刚度模型。基于此模型,结合有限元仿真,得出永磁直线同步电动机法向力对机床刀具点的变形。仿真结果与实验结果对比表明,两者吻合很好,验证了静刚度模型的有效性。

滚动直线导轨副运动精度测试与分析方法研究

针对滚动直线导轨副精度检测要求,文章提出了一种基于非接触式激光位移传感器的滚动直线导轨副运动精度检测方法。该方法采用5个激光位移传感器对滑块行走过程中沿垂直于行走方向的平面内两个方向的平动精度(水平和垂直)及绕三个轴的转动角度(俯仰角、偏摆角、滚转角)进行实时测量。在此基础上运用三点定面,两点定线的基础理论对该测量方法下的运动精度计算及分析方法进行了探讨。最后通过与传统测量方法的对比试验对其进行了试验验证,有效证明了该方法的可行性。

基于步进加载的重载滚动直线导轨副可靠性试验方法

对国产重载滚动直线导轨副的可靠性试验方法进行研究。介绍重载滚动直线导轨副可靠性试验系统的构成,提出基于步进加载的可靠性试验方法,在此基础上研究试验数据的分析与评估方法。通过指定型号重载滚动直线导轨副的可靠性试验,验证了所提出方法的有效性。

基于ADAMS的滚柱直线导轨副的动态仿真

针对于高速重载滚柱直线导轨副实际使用中存在的问题,以滚柱直线导轨结构设计和性能为分析重点,应用机械动力学理论、多体动力学理论及虚拟样机技术,在虚拟样机技术分析软件AD-AMS环境下对滚柱直线导轨副进行动态仿真研究,建立结构参数及性能与仿真输出结果联系,对结构参数进行优化设计,提高滚柱直线导轨设计效率及产品性能。

滚柱直线导轨副精度损失模型及其试验研究

针对滚柱直线导轨副精度保持性问题,对其在加载条件下运动精度损失过程进行建模与试验研究。基于经典力学与Hertz弹性接触理论对滚柱直线导轨副在加载条件下滚柱与滚道间接触面进行了力学与变形分析;分析了载荷作用下滚道磨损量的动态变化特性,在此基础上建立滚柱直线导轨副运动精度损失模型;提出了对滚柱直线导轨副运动精度损失过程进行试验的方法。试验结果表明,所建立的模型正确有效,能描述滚柱直线导轨副在加载运行条件下运动精度变化规律。

高速滚动直线导轨副综合性能测试试验台的研发

针对高档数控机床对直线滚动导轨副综合性能的要求,通过研究滚动直线导轨副的运动精度、摩擦力、速度、加速度、温升及噪声等性能指标的动态检测方法及综合性能检测关键技术,开发了一套滚动直线导轨副综合性能测试试验台,实现了滚动直线导轨副综合性能指标的检测,为改进和开发高可靠性能的滚动直线导轨副提供了试验平台。

高速滚柱直线导轨副结构优化设计及其性能测试

以滚柱直线导轨副中循环滚动体滚柱为主要研究对象,利用多体动力学理论结合数值计算分析,研究了滚动体对滚动直线导轨副刚度的影响。通过对滚柱直线导轨副的运动仿真分析,对滚柱直线导轨副中滚柱、滑块、整体结构布局及其主要结构参数进行优化设计,改善其受力状况,提高其性能指标。最后介绍了结构优化后的LZ45型滚柱直线导轨副的主要性能测试结果。

基于等刚度的滚动直线导轨副过渡曲线设计

滚动直线导轨副作为高精度导向进给机构,其振动的控制一直是研究的重点。通常采用增加滚动直线导轨副预载荷的方法,来改善滚动直线导轨副的减振性能,提高其刚度。然而实践表明,这种方法不但会降低整个导轨副的工作寿命,且减振效果并不佳。基于滚珠在循环过程中垂直刚度和倾斜刚度各自相等的假设情况下,提出了改善滚动直线导轨副减振性能的过渡曲线设计。利用降低滚珠进出承载区振动的基本条件,构建起设计滑块体两端部过渡曲线的数学解析模型,利用最小二乘法根据各控制点拟合出导轨副的过渡曲线。并通过试验验证了该设计方法减振效果的有效性。