双缸摆动活塞混输泵动力学特性理论研究

当前摆动活塞油气混输泵的研发普遍局限于单缸结构泵头体,限制了其性能提升与结构改进,使新型高性能混输泵头的发展与应用受到严重阻碍。针对这一问题,提出一种对置双缸结构摆动活塞混输泵,基于泵头关键部件建立了完备动力学理论模型,完成双缸泵头与单缸泵头动力学特性定量对比。结果表明,双缸结构泵头较单缸结构泵头呈现出显著动力性能优越性:滑板槽上方支撑力与下方支撑力的波动幅值分别减小51%和40%;工质压差力波动幅值降低38.8%;主轴前、后半周的滑板摩擦功耗幅值降幅均在30%以上,对应峰值转角则分别提前29°、滞后29°;主轴径向载荷和阻力矩变化周期减小一半,幅值降幅分别达38.7%和46.7%,且二者波动基本消除,极大提升了整机运转稳定性;滑板综合摩擦和整机能耗分别下降7.5%、5.5%,创新了油气混输用摆动活塞泵头体结构,建立了双缸泵头动力学分析基础理论,为高性能泵头研发提供技术支撑,对于推动国内油气混输技术的发展具有重大意义。

偏心荷载作用下弧形闸门支臂的动力稳定性研究

弧形闸门的动力失稳往往是由于支臂在动力荷载作用下丧失动力稳定的,支臂的动力稳定与否控制着整个水闸的泄洪安全.本文从弹性稳定理论角度出发,介绍了支臂动力稳定的分析方法,建立了支臂动力稳定分析的计算模型,求解了支臂在偏心荷载作用下的动力不稳定区域,以嘉陵江新政工程弧形闸门为工程实例讨论荷载偏心对支臂动力不稳定区域的影响.结果表明,荷载偏心增大了支臂的动力不稳定区域,不利于支臂的动力稳定.

一种高速电主轴动力学实验中非接触加载方法

设计了一种高速电主轴非接触电磁加载装置.该装置主要由直流电磁铁、整流电路、三电平PWM开关功率放大器及加载盘组成.直流电磁铁产生的磁场与加载盘相互作用,在加载盘上形成稳定、可调节的电磁加载力,实现非接触加载.该方法不仅可用于高速电主轴动力学分析实验中扭矩的加载,还可实现径向力加载,解决了高速电主轴难以实现扭矩加载及不能实现径向力加载问题.

高速电主轴非接触加载动态电磁力分析与计算

高速电主轴可靠性实验中非接触电磁加载装置需按实际载荷控制径向电磁力。为实现径向加载的闭环控制,建立了高转速加载时的动态电磁场解析模型,该模型综合考虑了实心加载盘高速旋转时产生的涡流磁场及对磁极原磁场的影响。对磁场解析模型的分析、求解得到了径向加载电磁力的解析表达式。解析计算结果表明磁极原磁场及加载盘转速是影响径向加载电磁力的主要因素。为验证解析计算的有效性,采用有限元法(FEM)建立了动态电磁场的三维仿真模型,得到了较为精确的仿真计算结果。为进一步验证径向电磁力分析的准确性,实测了加载盘在不同转速下的径向电磁力,结果表明计算值与实测值较吻合,证明动态电磁力分析与计算方法正确,研究结果可建立径向加载的控制模型。

转子偏心对高速电主轴电磁特性的影响

电机主轴系统中定转子间不均匀间隙会在气隙磁导的作用下产生不均衡的电磁力,从而对电主轴的加工性能以及设备安全构成极大的危害。通过理论公式推导出气隙磁场的组成要素;基于气隙电磁场分析以及Ansoft有限元建模,对电主轴偏心电磁力进行了深入的研究,得出了气隙网格控制的一般条件以及不同偏心下气隙磁场的变化规律;研究了电磁力密度随偏心位移的增长趋势,并且分析了对电主轴电磁力特性起主要作用的是低次、奇数谐波。研究结果对实际工艺中主轴振动以及回转精度的影响提供了理论支撑。

偏载工况下深沟球轴承力学性能和疲劳寿命分析

考虑偏载和过盈量建立深沟球轴承力学分析模型和有限元模型,以6012深沟球轴承为研究对象,通过2种模型计算的球与内圈的接触载荷和轴承径向位移对比,验证了有限元模型的正确性,并分析了径向载荷、偏载角和过盈量对球与内圈的接触载荷和接触应力、轴承径向刚度和疲劳寿命的影响,结果表明:随径向载荷增大,球与内圈的接触载荷、接触应力和轴承径向刚度均增大,轴承疲劳寿命减小;随偏载角增大,球与内圈的接触载荷变化较小,0°方位角附近的球与内圈接触应力明显增大,其余位置增大缓慢,轴承径向刚度减小,轴承疲劳寿命先增大后减小;随过盈量增大,0°方位角附近的球与内圈的接触载荷和接触应力减小,其余位置增大,轴承径向刚度先减小后增大,轴承疲劳寿命增大。

机床主轴轴承预紧及其影响的研究

本文讨论了机床主轴中常用的一种双列向心滚子轴承的径向预紧方法。从限制主轴中心漂移的准则出发,对轴承施行全预紧,根据弹性力学线接触受力与变形公式求得所需预紧力的大小,以及应施加于调节螺母的扭矩;其次探讨了轴承预紧后主轴刚度的计算及其相应提高的效果;最后根据预紧力与外加径向载荷叠加后的轴承载荷分布理论,推导出预紧后滚动轴承当量动载荷的计算公式,从而得出轴承预紧后,一方面能提高主轴的旋转精度,另一方面会大大降低轴承寿命的结论。

印刷机用偏心轴承振动的测量

着重介绍了印刷机偏心轴承振动的测量方法 --将被测轴承固定在外径带锥度的心轴上,通过径向加载测量印刷机偏心轴承的振动。该方法为评定印刷机用偏心轴承的质量提供了可靠依据。