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高精度双V型滚动导轨在精密坐标镗床床身上的设计与应用
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作者 陈凯 王得全 +2 位作者 张金华 徐萌 聂应新 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第7期151-158,共8页
为解决运动平行度小于4μm/m的超高精度滚动导轨在精密坐标镗床发展过程中依赖进口、供货渠道受限且种类单一的问题,推进其国产化进程十分必要。首先,通过结合滑动导轨及滚动导轨结构的优点,并设计外部可调预紧力装置,提出了一种新型双... 为解决运动平行度小于4μm/m的超高精度滚动导轨在精密坐标镗床发展过程中依赖进口、供货渠道受限且种类单一的问题,推进其国产化进程十分必要。首先,通过结合滑动导轨及滚动导轨结构的优点,并设计外部可调预紧力装置,提出了一种新型双V型滚动导轨结构,应用于精密坐标镗床床身;其次,借助有限元分析验证了该结构设计的可行性;最后,优化了滚动导轨的加工、装配工艺路线及检验方法,完成了该滚动导轨从设计到应用的研制,为超高精度滚动导轨国产化提供了新的解决方案。经过试验测量,双V型滚动导轨运行稳定,快移速度达30 m/min,承载能力优于同规格进口滚动直线导轨,运动平行度达到3μm/m。 展开更多
关键词 精密坐标镗床 双V型滚动导轨 可调预紧力 高精度 有限元分析
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数控机床直线滚动导轨结合面有限元分析 被引量:20
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作者 张耀满 刘春时 +2 位作者 谢志坤 滕立波 刘永贤 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2007年第7期75-78,共4页
直线滚动导轨是数控机床传动系统的重要部件,因此对考虑滚动导轨副的数控机床进行分析,并且研究其对数控机床性能的影响具有非常重要的意义。以沈阳第一机床厂生产的CKS6125数控机床为研究对象,提出了机床导轨结合部特性仿真分析的有限... 直线滚动导轨是数控机床传动系统的重要部件,因此对考虑滚动导轨副的数控机床进行分析,并且研究其对数控机床性能的影响具有非常重要的意义。以沈阳第一机床厂生产的CKS6125数控机床为研究对象,提出了机床导轨结合部特性仿真分析的有限元方法,建立了CKS6125机床进给系统分析模型。获得的计算结果与实验结果相比较,证实了导轨结合部的有限元模型方法的有效性。 展开更多
关键词 数控机床 直线滚动导轨 有限元分析 动态性能
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数控机床滚动导轨力学性质的实验研究 被引量:14
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作者 伍良生 张威 +2 位作者 赵宏林 张宝柱 刘清龙 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2006年第7期26-28,共3页
提出了滚动导轨刚度与阻尼系数的实验测量方法。建立了实验系统的单自由度解耦模型,排除了实验装置的辅助结构对滚动导轨的影响,获得了高精度的刚度与阻尼系数的测试数据。提出的方法既可用于滚动导轨垂直方向的刚度与阻尼系数的测量,... 提出了滚动导轨刚度与阻尼系数的实验测量方法。建立了实验系统的单自由度解耦模型,排除了实验装置的辅助结构对滚动导轨的影响,获得了高精度的刚度与阻尼系数的测试数据。提出的方法既可用于滚动导轨垂直方向的刚度与阻尼系数的测量,也可用于滚动导轨的侧向刚度与阻尼系数的测量,获得完整的滚动导轨力学特性数据,对数控机床整机动态性能的分析计算与研究具有重要意义。 展开更多
关键词 滚动导轨 刚度 阻尼 实验测量
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直线运动滚动导轨副的法向接触力学模型 被引量:11
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作者 田红亮 郑金华 +2 位作者 陈甜敏 余媛 张屹 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1-11,共11页
借助赫兹点接触形成椭圆接触区域的计算机制,考虑外加法向工作总载荷和法向预紧力,构建了直线运动滚动导轨副的运动结合部法向接触力学模型;采用第一类与第二类完全椭圆积分解算了椭圆离心率。给出一个滚珠斜向下压缩力与外加法向工作... 借助赫兹点接触形成椭圆接触区域的计算机制,考虑外加法向工作总载荷和法向预紧力,构建了直线运动滚动导轨副的运动结合部法向接触力学模型;采用第一类与第二类完全椭圆积分解算了椭圆离心率。给出一个滚珠斜向下压缩力与外加法向工作总载荷的隐函数方程,并重点推出了单个滚珠法向压缩量、滚珠法向接触刚度、滑块总压缩量、滑块整体法向接触刚度的解析解。数值仿真结果表明:单个滚珠的压缩量随着沟道曲率半径系数的增加而增加;滚珠的法向接触刚度随着单个滚珠压缩量的增大而向上凸弧式增大,但随着沟道曲率半径系数的增大而减小;滑块的总压缩量随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增大而增大,但随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而减小;当外加法向工作总载荷远远小于最大外加法向工作总载荷时,可视滑块整体法向接触刚度为常值;当外加法向工作总载荷接近最大外加法向工作总载荷时,外加法向工作总载荷对滑块整体法向接触刚度有显著影响,滑块整体法向接触刚度随着外加法向工作总载荷的增加而迅速减小;滑块整体法向接触刚度随着预紧力、每列滚珠总数或接触角的增加而提升,但随着外加法向工作总载荷或沟道曲率半径系数的增加而减小。结合部法向接触力学模型的建立将有助于分析直线运动滚动导轨副运动接触表面间的实际接触状态。 展开更多
关键词 数控机床 滚动导轨 滚珠 滑块 轨道 法向工作载荷 法向预紧力
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基于拉格朗日方程的直线滚动导轨系统解析建模 被引量:8
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作者 孙伟 汪博 +1 位作者 鲁明 闻邦椿 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期781-786,共6页
为提高机床的加工精度和加工效率,从刚体动力学出发,针对具有四排沟槽的直线滚动导轨系统,采用Lagrange方程完成导轨系统的解析建模,推导出对应于导轨各刚体模态的固有频率和振型的解析表达式。基于该表达式获得某滚动导轨系统的固有频... 为提高机床的加工精度和加工效率,从刚体动力学出发,针对具有四排沟槽的直线滚动导轨系统,采用Lagrange方程完成导轨系统的解析建模,推导出对应于导轨各刚体模态的固有频率和振型的解析表达式。基于该表达式获得某滚动导轨系统的固有频率值,将其与利用ADAMS软件Vibration模块求解的固有频率值进行对比,发现两者求解结果基本一致,证明了解析建模的正确性。基于导轨系统的解析模型,分析了接触角、滚珠受力区长度以及滚珠接触点距滑块中心点的水平和垂直距离等设计参数对导轨动力学特性的影响。 展开更多
关键词 LAGRANGE方程 直线滚动导轨系统 解析建模 数控机床 动力学
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直线滚动导轨副动态特性分析 被引量:13
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作者 李磊 张建润 刘洪伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第18期111-114,142,共5页
直线滚动导轨(LMG)是高速高精度数控机床的重要功能部件,导轨滑块结合面建模准确性对机床动态特性分析具有重大影响。针对一款滚动导轨,基于模态理论和拉格朗日方程建立该直线滚动导轨动力学方程,通过MAT-LAB软件开发了计算程序,得出系... 直线滚动导轨(LMG)是高速高精度数控机床的重要功能部件,导轨滑块结合面建模准确性对机床动态特性分析具有重大影响。针对一款滚动导轨,基于模态理论和拉格朗日方程建立该直线滚动导轨动力学方程,通过MAT-LAB软件开发了计算程序,得出系统前五阶固有频率,并通过模态实验进行了验证。同时,重点分析了直线滚动导轨非线性动态特性,揭示了预紧力和外部激励等因素对系统动态特性的影响,为进一步精确分析机床整机动态特性及稳定性奠定了基础。 展开更多
关键词 直线滚动导轨 拉格朗日方程 动态特性 非线性
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直线滚动导轨结合部动力学特性测试及参数识别 被引量:11
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作者 孙伟 汪博 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期716-719,共4页
基于辨识原理,提出了导轨结合部动力学参数的试验辨识流程,包括标记测量点、频响函数测试、测试数据处理、编制辨识程序等步骤.以组装在床身上的THK导轨结合部为对象,进行了动力学特性测试.并应用Matlab编制了辨识算法,识别出导轨结合... 基于辨识原理,提出了导轨结合部动力学参数的试验辨识流程,包括标记测量点、频响函数测试、测试数据处理、编制辨识程序等步骤.以组装在床身上的THK导轨结合部为对象,进行了动力学特性测试.并应用Matlab编制了辨识算法,识别出导轨结合部系统法向方向的质量矩阵、刚度矩阵、黏性阻尼矩阵和结构阻尼矩阵,证明了动刚度矩阵法辨识导轨结合部动力学参数的有效性. 展开更多
关键词 滚动导轨 结合部 动力学特性 动力学测试 参数识别
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直线滚动导轨动力学特性分析方法研究 被引量:12
8
作者 孙伟 鲁明 +1 位作者 汪博 闻邦椿 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第3期48-53,共6页
介绍了表征导轨系统动力学特性的参数,主要有固有频率、模态振型、接触刚度、动刚度和阻尼等。对现有的关于导轨系统动力学特性分析方法进行了归纳与总结,主要包括实验、解析和有限元建模等。指出了导轨系统结合面的动力学建模与参数辨... 介绍了表征导轨系统动力学特性的参数,主要有固有频率、模态振型、接触刚度、动刚度和阻尼等。对现有的关于导轨系统动力学特性分析方法进行了归纳与总结,主要包括实验、解析和有限元建模等。指出了导轨系统结合面的动力学建模与参数辨识是研究导轨系统动力学特性的关键问题及现有的主要处理方法。最后,简要论述了导轨系统动力学研究的发展趋势,即未来应从导轨系统的先进试验、非线性建模及耦合建模等方面进行深入研究。 展开更多
关键词 直线滚动导轨 动力学 分析方法 数控机床
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滚动导轨结合面动态特性参数识别实验研究 被引量:9
9
作者 张华 袁军堂 汪振华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期415-418,共4页
建立了识别滚动导轨结合面动态特性参数的测量模型。该测量模型将安装有滚动导轨的机构简化为单自由度系统,消除了基础位移对参数识别的影响。基于测量模型,研制了滚动导轨结合面动态特性参数测量装置。以施耐博格MRC45滚动导轨为实验对... 建立了识别滚动导轨结合面动态特性参数的测量模型。该测量模型将安装有滚动导轨的机构简化为单自由度系统,消除了基础位移对参数识别的影响。基于测量模型,研制了滚动导轨结合面动态特性参数测量装置。以施耐博格MRC45滚动导轨为实验对象,测量了其结合面动态特性参数,准确获得了法向和侧向动态刚度并分析了载荷变化对动态刚度的影响规律。 展开更多
关键词 滚动导轨 结合面 动态刚度 参数识别
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考虑预紧力和接触角变化的直线滚动导轨副刚度建模与分析 被引量:16
10
作者 张巍 王民 孙乐乐 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期56-63,共8页
为了求得任意外载荷对滚珠直线导轨副各个方向的变形量的影响,运用齐次变换矩阵建立了滚珠直线导轨副的接触刚度模型.该模型分析了滚珠直线导轨副在预紧力和接触角变化的情况下,不同列滚珠受载的弹性变形量的大小,分别得到了一定载荷下... 为了求得任意外载荷对滚珠直线导轨副各个方向的变形量的影响,运用齐次变换矩阵建立了滚珠直线导轨副的接触刚度模型.该模型分析了滚珠直线导轨副在预紧力和接触角变化的情况下,不同列滚珠受载的弹性变形量的大小,分别得到了一定载荷下滚动导轨副沿垂直方向和水平横向上的变形量和绕3个正交轴旋转的偏转角.进而,得到滚动导轨副的垂直、水平横向2个方向上的线性刚度和3个方向的扭转刚度.对所建模型进行了仿真计算与分析,并与实际情况对比,找到了直线滚动导轨预紧力和接触角对其刚度的影响规律. 展开更多
关键词 直线滚动导轨 齐次变换矩阵 预紧力 接触角 接触刚度
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直线滚动导轨的刚度分析 被引量:9
11
作者 刘建素 杨克冲 +1 位作者 孙健利 杨叔子 《制造技术与机床》 CSCD 1994年第6期26-28,共3页
根据赫兹弹性接触理论,基于基本的刚度原理及计算方法,导出直线滚动导轨的一般刚度公式,并在此基础上详细讨论了结构参数对导轨刚度的影响。
关键词 直线滚动导轨 刚度 结构参数
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滚动导轨结合面动态刚度的试验研究 被引量:5
12
作者 郭成龙 袁军堂 +1 位作者 张华 汪振华 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第12期115-117,共3页
直线滚动导轨是现代数控机床常用的功能部件,其结合面动态特性参数对数控机床的整机性能有非常重要的影响。在自主开发的滚动导轨结合面动态特性参数测试系统上,对各种类型的滚动导轨进行了参数识别实验,得到了滚动结合面的动态刚度,并... 直线滚动导轨是现代数控机床常用的功能部件,其结合面动态特性参数对数控机床的整机性能有非常重要的影响。在自主开发的滚动导轨结合面动态特性参数测试系统上,对各种类型的滚动导轨进行了参数识别实验,得到了滚动结合面的动态刚度,并分析了滚动体预压等级及类型,载荷,滑块长度等各种因素对动刚度的影响规律,为机床数字化设计制造提供了依据。试验结果表明:改变滚动体的类型及预压等级,增加滑块长度,提高载荷等措施都可以改善滚动结合面的动刚度。 展开更多
关键词 滚动导轨 结合面 动刚度 载荷
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直线滚动导轨动力学精细有限元建模 被引量:3
13
作者 孙伟 孔祥希 +1 位作者 汪博 闻邦椿 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期37-41,共5页
提出一种可以减少或避免繁琐实验的、通用的导轨精细有限元建模方法。从分析单个滚珠沟槽的接触特性出发,确定了在不同预紧力作用下单个滚珠的接触刚度;用弹簧质量单元模拟单个滚珠沟槽的接触,在充分考虑滚珠分布的基础上完成了导轨系... 提出一种可以减少或避免繁琐实验的、通用的导轨精细有限元建模方法。从分析单个滚珠沟槽的接触特性出发,确定了在不同预紧力作用下单个滚珠的接触刚度;用弹簧质量单元模拟单个滚珠沟槽的接触,在充分考虑滚珠分布的基础上完成了导轨系统的精细有限元建模。详细描述了创建该有限元模型的具体流程以及关键步骤,并以THK公司生产的SHS-35R型导轨为例进行了实例研究。获得了该导轨系统的固有特性,并与解析模型分析结果相比较,二者计算分析结果基本相符,从而证明所建模型的正确性。 展开更多
关键词 滚动导轨 动力学分析 精细有限元 建模方法
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直线滚动导轨磨损退化对导轨参数的影响 被引量:3
14
作者 张巍 王民 孔德顺 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1148-1154,共7页
为了研究直线滚动导轨磨损退化对导轨各参数的影响,考虑了每个滚珠的受力、变形和初始预紧力,推导和计算了与磨损退化有关的刚度退化模型、预紧力退化模型、接触角变化模型、摩擦力和摩擦因数模型、最大蠕滑率和临界载荷模型.直线滚动... 为了研究直线滚动导轨磨损退化对导轨各参数的影响,考虑了每个滚珠的受力、变形和初始预紧力,推导和计算了与磨损退化有关的刚度退化模型、预紧力退化模型、接触角变化模型、摩擦力和摩擦因数模型、最大蠕滑率和临界载荷模型.直线滚动导轨滚珠与滚道的磨损伴随着直线导轨的刚度和预紧力产生退化.同时,上排和下排的滚珠接触角、临界载荷、摩擦因数、摩擦力、最大蠕滑率等参数也发生变化.以上参数对滚动导轨的性能具有重要意义,但这些参数很难直接通过试验测量得到.以国产某型号滚珠直线导轨为研究对象,对所建立的各模型进行仿真分析.结果表明:直线滚动导轨磨损退化对导轨各参数均有不同程度的影响,通过测量直线滚动导轨轨道的磨损可以有效预测导轨各参数的变化规律. 展开更多
关键词 直线滚动导轨 磨损退化 接触角 刚度 临界载荷 摩擦 蠕滑
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直线滚动导轨副安装基面误差制定的理论研究 被引量:8
15
作者 徐起贺 孙健利 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 1995年第3期2-4,共3页
本文以直线滚动导轨的刚度计算理论为基础,提出了直线滚动导轨安装基面误差制定的理论方法,并以5000km以上的寿命为准则,进行了安装基面误差的计算和制定。
关键词 导轨 直线滚动导轨 刚度 安装基面 误差 机床
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滚动导轨静态特性解析 被引量:7
16
作者 陈就 黄玉美 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第11期31-33,共3页
文章对滚动导轨的静态特性进行了解析 ,为了获得更准确的解 ,根据机床在不同的工况下 ,导轨面与滚动体之间接触面压的不同 ,分别应用结合部理论和弹性力学公式进行了计算。
关键词 机床 滚动导轨 静态特性 结合部 弹性力学
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HTSD直线滚动导轨副动态摩擦力实验研究 被引量:5
17
作者 尹学军 刘经燕 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2000年第6期16-17,共2页
文章对 HTSD直线滚动导轨副的动态摩擦力波动进行了实验研究 ,并将实验结果与理论计算进行了比较 。
关键词 直线滚动导轨 摩擦力波动 动态摩擦力
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直线滚动导轨的寿命分析 被引量:5
18
作者 姜大志 高飞 孙俊兰 《机床与液压》 北大核心 2007年第10期192-195,共4页
对由两个滑块和一根轨道构成的直线滚动导轨在施加一定工作载荷的条件下进行载荷分布和寿命的分析。结果表明:额定载荷与寿命值密切相关,其大小与载荷分布的波动状态、行程的大小及载荷偏心率等因素有关。寿命实验结果与3个参数的韦布... 对由两个滑块和一根轨道构成的直线滚动导轨在施加一定工作载荷的条件下进行载荷分布和寿命的分析。结果表明:额定载荷与寿命值密切相关,其大小与载荷分布的波动状态、行程的大小及载荷偏心率等因素有关。寿命实验结果与3个参数的韦布尔分布的拟合状况非常良好,证明了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 直线滚动导轨 额定动载荷 载荷分布 寿命公式 韦布尔分布
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基于虚拟介质层的直线滚动导轨结合部动态特性分析 被引量:2
19
作者 李钦奉 李坤 +1 位作者 周瑞 朱旺成 《机床与液压》 北大核心 2015年第21期168-171,共4页
为了更方便更精确地模拟直线滚动导轨的动态特性,提出采用虚拟介质层来建立直线滚动导轨结合部动力学模型,使用赫兹接触理论和Palmgren经验公式推导出虚拟介质层的材料属性和厚度等参数的解析解,然后将得到的虚拟介质层特征参数导入A... 为了更方便更精确地模拟直线滚动导轨的动态特性,提出采用虚拟介质层来建立直线滚动导轨结合部动力学模型,使用赫兹接触理论和Palmgren经验公式推导出虚拟介质层的材料属性和厚度等参数的解析解,然后将得到的虚拟介质层特征参数导入ANSYS中进行有限元模态分析,对比有限元模态分析与试验模态分析前6阶固有频率和相应的振型。对比结果表明,有限元模态分析的固有频率与试验结果相对误差在-2.5%~9.3%之间,验证了虚拟介质方法建模的有效性,为进一步建立数控机床整机的动力学模型奠定了基础。 展开更多
关键词 直线滚动导轨 结合部 虚拟介质层 动态特性
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直线滚动导轨有限元模态分析及参数识别 被引量:1
20
作者 李小彭 王冰冰 +1 位作者 运海萌 闻邦椿 《中国工程机械学报》 北大核心 2016年第5期-,共6页
机械结构结合面的刚度是整个机械系统刚度的关键部分,因此机床结合面刚度的研究具有十分重要的意义.首先对HSR25A型号直线滚动导轨进行了模态试验,提出了单自由度分量方法,对导轨系统进行了模态测试识别和结合面参数的识别计算,得到导... 机械结构结合面的刚度是整个机械系统刚度的关键部分,因此机床结合面刚度的研究具有十分重要的意义.首先对HSR25A型号直线滚动导轨进行了模态试验,提出了单自由度分量方法,对导轨系统进行了模态测试识别和结合面参数的识别计算,得到导轨接触面刚度,用于与后面识别刚度进行对比;然后建立了导轨的动力学模型,采用动力学模型优化参数法对直线滚动导轨结合面的刚度进行了识别;最后将识别得到的刚度和试验得到的刚度值进行对比,验证了动力学模型优化参数法的可行性,并提出了一种新的识别结合面参数的方法. 展开更多
关键词 直线滚动导轨 结合面 模态分析 刚度识别
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