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新型动静压转台性能分析及参数优化
1
作者 马金奎 田再浩 +2 位作者 路长厚 陈淑江 聂玉龙 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期74-83,共10页
以一种新型动静压转台为研究对象,通过理论和实验的方法分析了转台承载特性,并提出了以动压承载能力为目标的螺旋楔形织构几何参数优化设计方案.首先建立摩擦副物理模型并数值求解控制方程,计算液膜压力分布和部分润滑性能,并通过试验... 以一种新型动静压转台为研究对象,通过理论和实验的方法分析了转台承载特性,并提出了以动压承载能力为目标的螺旋楔形织构几何参数优化设计方案.首先建立摩擦副物理模型并数值求解控制方程,计算液膜压力分布和部分润滑性能,并通过试验验证仿真结果.以动压承载力作为目标函数,通过分析楔形织构几何参数对目标函数的影响,以螺旋角、楔深和楔数为设计变量建立优化模型.为寻求设计变量的最优组合,使用布谷鸟搜索算法进行全局寻优并总结不同工况下的最优解规律.与原始几何参数下的转台对比,优化后的转台动力学性能得到了一定的改善,印证了文中优化方案的应用价值. 展开更多
关键词 动静压转台 螺旋楔形织构 承载能力 布谷鸟搜索算法
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新型动静压转台承载特性分析及结构改进 被引量：2
2
作者 刘云鹏 马金奎 +1 位作者 陈淑江 路长厚 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第10期6-11,17,共7页
提出了一种新型动静压转台的设计概念,油腔结构包括扇形静压油腔和螺旋油楔动压油腔,这种转台可用于重型车床、大齿轮加工机床等重型、大型精密机械。综合考虑雷诺方程和流量连续性方程,采用有限元法对螺旋油楔的油膜压力分布进行了计算... 提出了一种新型动静压转台的设计概念,油腔结构包括扇形静压油腔和螺旋油楔动压油腔,这种转台可用于重型车床、大齿轮加工机床等重型、大型精密机械。综合考虑雷诺方程和流量连续性方程,采用有限元法对螺旋油楔的油膜压力分布进行了计算,建立了转台承载特性计算模型。在分析过程中发现当转台负载较大油膜厚度较小时存在静压腔进入的流量小于动压油楔泄漏量的问题,针对该问题对静压腔结构进行了改进,并计算了一定工作条件下静压腔封油面与动压油楔封油面高度差的临界值,高度差大于该临界值时可以解决动压油楔供油不足的问题,研究了该临界值随转速变化的规律,为该种结构转台的设计提供了参考。 展开更多
关键词 动静压转台 推力轴承 承载特性 有限元法
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新型动静压转台螺旋油楔几何参数优化
3
作者 田再浩 马金奎 +2 位作者 路长厚 陈淑江 聂玉龙 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第5期8-13,共6页
为提高一种新型动静压回转工作台承载能力,对其动环上端面螺旋油楔几何参数进行优化设计。首先建立摩擦副物理模型并数值求解控制方程,理论计算液膜压力分布及动压承载力等部分润滑性能。以动压承载力作为目标函数,建立以螺旋角、楔深... 为提高一种新型动静压回转工作台承载能力,对其动环上端面螺旋油楔几何参数进行优化设计。首先建立摩擦副物理模型并数值求解控制方程,理论计算液膜压力分布及动压承载力等部分润滑性能。以动压承载力作为目标函数,建立以螺旋角、楔深和楔数为设计变量的优化模型。使用布谷鸟搜索算法求解优化模型,分析不同工况下最优解分布规律,得到设计变量的最优组合。通过理论计算和CFD仿真比较优化前后的转台动力学性能,印证了文中优化方案的应用价值。 展开更多
关键词 动静压转台 螺旋油楔 承载能力 优化设计
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新型动静压转台油膜力及动态特性研究
4
作者 聂玉龙 马金奎 +1 位作者 陈淑江 田再浩 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期73-78,89,共7页
为研究新型动静压转台的油膜力分布与动特性变化情况,在充分考虑转台轴向速度产生的挤压流量的同时,基于流量平衡建立转台油膜力的数学模型,利用偏导数法推导转台轴向油膜刚度和阻尼的计算式。在固定负载和和恒定的供油压力下,分析转速... 为研究新型动静压转台的油膜力分布与动特性变化情况,在充分考虑转台轴向速度产生的挤压流量的同时,基于流量平衡建立转台油膜力的数学模型,利用偏导数法推导转台轴向油膜刚度和阻尼的计算式。在固定负载和和恒定的供油压力下,分析转速对转台的静动特性的影响。分析结果表明:在固定负载和恒定的供油压力下,随着转速的增加,转台的油膜厚度逐渐减小,动压区的承载力逐渐增大,转台总泄漏量逐渐增加,转台轴向油膜刚度和阻尼均逐渐增大。所建的模型充分考虑了转台轴向速度产生的挤压流量,因而仿真计算更符合实际工况,为新型动静压转台的实际生产和性能研究提供理论支持。 展开更多
关键词 动静压转台 动态特性 刚度 阻尼
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新型动静压转台内部油膜压力场的数值模拟
5
作者 李佳 马金奎 +1 位作者 丁龙威 刘志颖 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第12期1812-1818,共7页
以新型螺旋油楔动静压转台为研究对象,采用基于Navier-Stokes方程的CFD (Computational fluid dynamics)软件模拟转台内部润滑油的压力场分布,分析不同转速和油膜厚度对转台内部压力场分布的影响,并进行了实验验证。分析结果表明,在同... 以新型螺旋油楔动静压转台为研究对象,采用基于Navier-Stokes方程的CFD (Computational fluid dynamics)软件模拟转台内部润滑油的压力场分布,分析不同转速和油膜厚度对转台内部压力场分布的影响,并进行了实验验证。分析结果表明,在同一供油压力下,油膜厚度较转速对静压油膜压力的影响更为明显;而油膜厚度和转速都会对动压压力峰值造成显著影响;油膜厚度一定且转速较高时,动压压力峰值明显高于静压腔内压力。CFD仿真结果与实验测试结果基本吻合,从而证实了仿真结果的可靠性及分析方法的可行性。 展开更多
关键词 动静压转台 螺旋油楔 压力场 计算流体力学
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新型动静压差速转台低速运动平稳性实验研究 被引量：1
6
作者 王蕴馨 马金奎 +2 位作者 陈淑江 路长厚 聂玉龙 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第2期13-17,共5页
以新型动静压差速转台为研究对象,采用圆光栅和NI6356仪器构建数据采集与测试系统,通过对光栅输出信号的分析与处理,对转台的低速运动平稳性进行了实验研究。结果表明,新型转台在结构上增加中盘,让上盘(工作台)在流动的油膜上启动运行,... 以新型动静压差速转台为研究对象,采用圆光栅和NI6356仪器构建数据采集与测试系统,通过对光栅输出信号的分析与处理,对转台的低速运动平稳性进行了实验研究。结果表明,新型转台在结构上增加中盘,让上盘(工作台)在流动的油膜上启动运行,不仅能够有效减小动静摩擦力之差,抑制上盘的爬行效应,而且能够降低上盘的功率消耗,为提高转台的低速运动平稳性提供了一种新途径。 展开更多
关键词 动静压转台 低速运动平稳性 圆光栅
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新型动静压差速转台油膜负压改进研究及其润滑特性分析 被引量：2
7
作者 刘志颖 马金奎 李佳 《制造技术与机床》 北大核心 2020年第4期145-150,共6页
以新型动静压差速转台为研究对象,为了改善油膜存在的负压问题,提出两种改进方案。方案Ⅰ是在静压腔封油边处建立流量补偿孔,方案Ⅱ是在动压进油槽处增加进油孔。利用计算流体力学软件对转台油膜压力场、温度场进行数值仿真,并对不同转... 以新型动静压差速转台为研究对象,为了改善油膜存在的负压问题,提出两种改进方案。方案Ⅰ是在静压腔封油边处建立流量补偿孔,方案Ⅱ是在动压进油槽处增加进油孔。利用计算流体力学软件对转台油膜压力场、温度场进行数值仿真,并对不同转速下改进前后油膜承载力、进口流量、最低压力和最大温升进行对比分析。结果表明:两种改进方案都能有效改善负压,油膜特性均优于改进前,在改善负压上适用的转速范围更宽。 展开更多
关键词 动静压转台 油膜压力 油膜特性 计算流体力学
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新型动静压差速转台无负压条件下油膜温升特性 被引量：1
8
作者 刘志颖 马金奎 李佳 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期45-50,共6页
新型动静压转台运转过程中,静压腔外槽区可能出现负压使得动压油楔供油不足,影响油膜温升特性分析的准确性。为准确研究转台油膜的温升特性,通过FLUENT计算不同供油压力条件下,不同油膜厚度在静压腔外槽区不产生负压时对应的最大转速,... 新型动静压转台运转过程中,静压腔外槽区可能出现负压使得动压油楔供油不足,影响油膜温升特性分析的准确性。为准确研究转台油膜的温升特性,通过FLUENT计算不同供油压力条件下,不同油膜厚度在静压腔外槽区不产生负压时对应的最大转速,并利用MATLAB拟合出相应的最大转速-膜厚曲线,得出随着油膜厚度和供油压力的增大,油膜在静压腔外槽区不产生负压时所能达到的最大转速均逐渐增大的结论。在保证对动压螺旋油楔供油条件下,研究转速、供油压力和油膜厚度对油膜温升特性的影响。结果表明:转速对油膜温升的影响较明显,随着转速的升高油膜温度逐渐升高;随着油膜厚度和供油压力的增大,油膜温度逐渐减小,而且油膜厚度和供油压力越大,低转速时油膜温升越不明显。 展开更多
关键词 动静压转台 动压螺旋油楔 负压 温升特性
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不同载荷作用下新型转台轴向动特性分析 被引量：1
9
作者 聂玉龙 马金奎 +1 位作者 陈淑江 田再浩 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第12期22-27,31,共7页
为分析螺旋油楔动静压差速转台在轴向动载荷作用下的动态特性,在考虑轴向速度的前提下建立了转台油膜力计算模型和轴向运动方程,推导了转台轴向动态刚度和动态阻尼的计算式。分别计算了仅考虑转台上盘及负重、矩形脉冲载荷、周期载荷对... 为分析螺旋油楔动静压差速转台在轴向动载荷作用下的动态特性,在考虑轴向速度的前提下建立了转台油膜力计算模型和轴向运动方程,推导了转台轴向动态刚度和动态阻尼的计算式。分别计算了仅考虑转台上盘及负重、矩形脉冲载荷、周期载荷对转台轴向动态特性的影响。分析结果表明:在仅考虑转台上盘及负重时,上盘会稳定在其平衡位置,且平衡位置与初始间隙无关,刚度和阻尼会随上盘与中盘的间隙减小而增大。矩形脉冲载荷会使刚度和阻尼产生方向相同、大小不同的突变,脉冲载荷消失,刚度、阻尼的变化也消失,上盘恢复至原平衡位置。周期矩形脉冲载荷会使转台的承载力和动特性系数产生突变,周期半波整流脉冲载荷不会使转台的承载力和动特性系数产生突变。 展开更多
关键词 动静压转台 稳定性 动态刚度 动态阻尼
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多项式函数结合对数螺旋线方程的织构型线优化
10
作者 田再浩 马金奎 +2 位作者 路长厚 陈淑江 聂玉龙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期107-115,共9页
目的为提高一种新型动静压转台承载能力,对其动压楔形织构型线进行优化设计。方法首先求解动压楔形织构承载性能,并将其承载能力作为优化目标。以多项式函数结合对数螺旋线方程表达织构型线,并以多项式系数作为设计变量建立优化模型。... 目的为提高一种新型动静压转台承载能力,对其动压楔形织构型线进行优化设计。方法首先求解动压楔形织构承载性能,并将其承载能力作为优化目标。以多项式函数结合对数螺旋线方程表达织构型线,并以多项式系数作为设计变量建立优化模型。选用布谷鸟搜索算法求解该优化模型,并探究不同结构参数下的最优解变化规律。最后,比较本方法得到的最优织构和最优单一螺旋角织构的润滑性能。结果综合考虑计算精度和时间,选取半径的二次多项式函数表达织构型线螺旋角。最优织构型线形状的变化规律为:随半径增大,先顺时针弯折,再逆时针弯折,其螺旋角先增大,再减小。摩擦副膜厚越大,最优型线顺时针弯折趋势越明显,最小螺旋角和终止螺旋角越小,最大动压承载力越小。织构个数越多,型线上各点螺旋角越小,最大动压承载力越大。结论该优化设计方法突破了规则几何形状的限制,并在表达更多可能织构型线的基础上减少了设计变量个数。相比最优单一螺旋角织构,该最优型线下的织构有更优良的润滑性能,证明了该设计方案的应用价值。 展开更多
关键词 动静压转台 织构型线 承载能力 多项式函数 对数螺旋线方程 优化设计
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