超精密空气静压主轴径向回转误差的测试研究 被引量：7

1

作者 彭万欢 赵午云 +1 位作者 陶继忠 徐刚 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第10期55-58,共4页

对超精密空气静压主轴回转误差测试过程中偏心的影响和作用原理进行了深入分析,指出了消除偏心时的一些误区,并提出了合适的偏心消除方法,设计了偏心调整装置,可使偏心调整到1μm以下;采用两点法对圆度误差和回转误差进行分离,并用该方... 对超精密空气静压主轴回转误差测试过程中偏心的影响和作用原理进行了深入分析,指出了消除偏心时的一些误区,并提出了合适的偏心消除方法,设计了偏心调整装置,可使偏心调整到1μm以下;采用两点法对圆度误差和回转误差进行分离,并用该方法直接测量圆度仪主轴的回转误差,得到了很好的效果,验证了测量原理。 展开更多

关键词 空气主轴 回转误差 偏心

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稀薄效应下空气静压主轴动态特性分析及试验研究 被引量：2

2

作者 陈东菊 董丽华 +1 位作者 周帅 范晋伟 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期180-185,共6页

针对微尺度下空气静压主轴的动态特性问题,建立了体现稀薄效应的主轴有限元模型,对主轴的模态、谐响应进行了研究。首先,基于有限元法对主轴进行建模,轴承部分采用Combin14弹簧单元建模。接着,通过扰动法得出稀薄效应下以及传统情况下... 针对微尺度下空气静压主轴的动态特性问题,建立了体现稀薄效应的主轴有限元模型,对主轴的模态、谐响应进行了研究。首先,基于有限元法对主轴进行建模,轴承部分采用Combin14弹簧单元建模。接着,通过扰动法得出稀薄效应下以及传统情况下轴承的刚度、阻尼参数,将此参数替代主轴模态分析中采用的弹簧单元的刚度、阻尼参数,结合主轴实际工作状态,进而分析出两种情况下的主轴的模态结果。然后,对主轴进行谐响应分析,校核之前模态分析结果。最后,对主轴进行锤击模态试验,从而检验两种状态下的模态分析结果。实验结果表明:稀薄效应下分析所得主轴1阶固有频率值较试验测量值的误差只有3.6%左右,而传统情况下得出的1阶频率值的误差在15%左右,这对主轴系统以后的优化设计和精度控制方面具有一定的理论依据。 展开更多

关键词 空气静压主轴 稀薄效应 模态分析 动态性能

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空气静压立式主轴静态性能分析 被引量：2

3

作者 夏欢 陶继忠 吴定柱 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期47-50,53,共5页

介绍空气静压主轴静态性能仿真分析原理,构建静态性能的测试平台,测量立式空气静压径推联合轴承的静态性能,并分析测量过程中的误差影响。实验结果与数值仿真结果基本一致,表明数值仿真的计算结果比较理想而且稳定,证明将该方法应用在... 介绍空气静压主轴静态性能仿真分析原理,构建静态性能的测试平台,测量立式空气静压径推联合轴承的静态性能,并分析测量过程中的误差影响。实验结果与数值仿真结果基本一致,表明数值仿真的计算结果比较理想而且稳定,证明将该方法应用在空气静压主轴静态性能预测的可行性。 展开更多

关键词 空气静压主轴 径推联合轴承 数值仿真 静态性能

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空气静压主轴宏微尺度研究进展综述 被引量：3

4

作者 陈东菊 张璇 +2 位作者 孙锟 李天宝 陈芳 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期577-596,共20页

空气静压主轴作为精密超精密机床的关键部件,其回转精度高,运转平稳,振动及噪声较传统轴承小,高速回转时的温升较小.但其存在刚度和承载力较差的问题.因而,有必要对现有的空气静压主轴重要研究成果进行系统的总结及分析.回顾空气静压主... 空气静压主轴作为精密超精密机床的关键部件,其回转精度高,运转平稳,振动及噪声较传统轴承小,高速回转时的温升较小.但其存在刚度和承载力较差的问题.因而,有必要对现有的空气静压主轴重要研究成果进行系统的总结及分析.回顾空气静压主轴的历史发展及研究成果,空气静压主轴的主要研究目的在于提高其承载力和刚度,改善动/静压特性以及稳定性等,并通过改进雷诺方程以及优化结构参数进行实现.同时其微尺度特性也成为研究的热点,研究结果表明,微尺度特性对于主轴的承载力以及刚度等具有重要影响.该研究从空气静压主轴的发展历程、静/动力学性能以及微尺度领域的黏度、速度滑移和稀薄效应等对空气静压主轴性能产生重要影响的因素进行综述和分析.结合现有的数值模拟方法,对主轴回转精度的测量和主轴运动状态进行了分析.最后,对空气静压主轴的研究发展趋势进行了预测. 展开更多

关键词 空气静压主轴 微尺度效应 气体润滑 动静态特性 数值模拟 回转精度

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空气静压球面轴承主轴回转精度测试研究 被引量：5

5

作者 夏欢 陶继忠 《轴承》 北大核心 2013年第7期56-58,共3页

介绍了空气静压球面轴承主轴的结构,给出了3种提高性能的结构改进方法,并提出了主轴回转精度的测量方法,对该气浮主轴的回转精度进行了测试研究。针对径向回转误差、轴向窜动误差和角度摆动误差,采用消一次谐波法消除安装偏心,得到了比... 介绍了空气静压球面轴承主轴的结构,给出了3种提高性能的结构改进方法,并提出了主轴回转精度的测量方法,对该气浮主轴的回转精度进行了测试研究。针对径向回转误差、轴向窜动误差和角度摆动误差,采用消一次谐波法消除安装偏心,得到了比较理想的测试结果,同时也验证了静压轴承结构设计的合理性。 展开更多

关键词 空气轴承主轴 回转精度 安装偏心 圆度误差

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高刚度卧式空气静压主轴优化设计

6

作者 夏欢 赵午云 张连新 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期104-107,共4页

采用数值方法对高刚度卧式空气静压主轴进行优化设计,并通过实验进行验证。通过数学变换,将气体润滑Reynolds方程的一般形式变换成标准的椭圆型偏微分方程形式,再以MATLAB软件中的PDE工具箱为求解器,编制迭代计算程序,实现空气静压主轴... 采用数值方法对高刚度卧式空气静压主轴进行优化设计,并通过实验进行验证。通过数学变换,将气体润滑Reynolds方程的一般形式变换成标准的椭圆型偏微分方程形式,再以MATLAB软件中的PDE工具箱为求解器,编制迭代计算程序,实现空气静压主轴的静态性能计算。分析结构参数对主轴性能的影响,得到最优的主轴结构参数;通过实验测试了优化后主轴的轴向和径向刚度,实验结果验证仿真方法的准确性。 展开更多

关键词 空气静压主轴 静态性能 结构优化

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微小间隙空气静压主轴角刚度分析与实验 被引量：4

7

作者 周亮 王宝瑞 阳红 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第12期40-44,共5页

通过综合气体运动方程、连续性方程和状态方程,建立小孔节流气体润滑主轴数学模型。采用有限单元法、超松弛迭代法和比例分割法对雷诺方程进行离散求解,解决了微小间隙空气静压主轴跨尺度微偏转的气膜压力分布数值计算难题。进行静态角... 通过综合气体运动方程、连续性方程和状态方程,建立小孔节流气体润滑主轴数学模型。采用有限单元法、超松弛迭代法和比例分割法对雷诺方程进行离散求解,解决了微小间隙空气静压主轴跨尺度微偏转的气膜压力分布数值计算难题。进行静态角刚度测试实验,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 空气静压主轴 角刚度 有限元分析 小孔节流

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超精密加工机床空气静压主轴系统径向气膜刚度分子动力学模拟 被引量：3

8

作者 邵传东 丁建国 +2 位作者 倪浩浩 阳洪 丁颖 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期142-147,共6页

针对计算流体力学对超精密加工机床空气静压主轴系统进行动力学分析时的大跨尺度建模问题,该文基于分子动力学模拟基本原理和相似理论,利用LAMMPS开源软件和雷诺相似准则建立了超精密加工机床空气静压主轴系统的分子动力学微观模型。通... 针对计算流体力学对超精密加工机床空气静压主轴系统进行动力学分析时的大跨尺度建模问题,该文基于分子动力学模拟基本原理和相似理论,利用LAMMPS开源软件和雷诺相似准则建立了超精密加工机床空气静压主轴系统的分子动力学微观模型。通过与文献算例比较验证了该模型的准确性,并进行了仿真分析。结果表明,在一定范围内,空气静压主轴径向气膜刚度随气膜厚度的增大而非线性减小,随主轴转速的增大而非线性增大,随进气压力的增大而非线性增大。 展开更多

关键词 分子动力学 超精密加工机床 径向气膜刚度 空气静压主轴系统

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JC-1型精密测角仪空气静压主轴

9

作者 李永德 《光电工程》 CAS CSCD 1990年第4期14-23,共10页

本文着眼于仪器的精度要求,分析了JC-1型精密测角仪空气静压主轴的性能、结构特色。文中后半部分给出了该轴系的测试数据。

关键词 测角仪 空气静太主轴 结构设计

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基于压电陶瓷作用的气体主轴抑振研究 被引量：2

10

作者 陈东菊 梁栋 +1 位作者 赵优 田汉青 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第5期670-675,共6页

针对空气静压主轴气膜刚度不高,在工作中易受自身及外部激励的影响,从而产生不平衡振动的现象,设计了一种基于压电陶瓷的可控空气静压径向轴承,研究了压电陶瓷的相关特性。结合气体主轴建立了轴承-转子-压电陶瓷的耦合模型,并在此基础... 针对空气静压主轴气膜刚度不高,在工作中易受自身及外部激励的影响,从而产生不平衡振动的现象,设计了一种基于压电陶瓷的可控空气静压径向轴承,研究了压电陶瓷的相关特性。结合气体主轴建立了轴承-转子-压电陶瓷的耦合模型,并在此基础上建立了基于扩张观测器的滑模控制器,同时将压电陶瓷综合控制器串联其中,在限制条件内利用控制器使压电陶瓷挤压气膜为主轴提供有效的主动控制力,从而抑制空气静压主轴的振动。研究结果表明,利用压电陶瓷对空气静压主轴系统的振动进行抑制取得了良好的效果,对于主要控制点可使其振动位移减小99.17%,对于次要控制点均有不同程度的减振效果,最多可减少94.36%。 展开更多

关键词 空气静压主轴 压电陶瓷 麦克斯韦模型 耦合模型 扩张观测器滑模控制 振动抑制

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响应面法在主轴模态可靠性分析中的应用 被引量：1

11

作者 闫如忠 梁凯 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第A02期86-89,共4页

针对高速磨削用空气静压电主轴的动态可靠性能要求,依据模态理论分析了主轴的预应力模态特性,得到其前六阶固有频率值和振型;假设主轴关键几何尺寸、材料性能为随机输入变量且服从正态分布,采用以二次多项式表示极限方程的响应面法研究... 针对高速磨削用空气静压电主轴的动态可靠性能要求,依据模态理论分析了主轴的预应力模态特性,得到其前六阶固有频率值和振型;假设主轴关键几何尺寸、材料性能为随机输入变量且服从正态分布,采用以二次多项式表示极限方程的响应面法研究了主轴的模态可靠性;利用六西格玛概率分析模块对主轴模拟抽样10000次,得到其振动可靠度指标。结果表明,主轴低阶固有频率在共振安全域内,不会出现共振现象;弹性模量E和密度值ρ的分布对主轴低阶频率值影响最明显;抽样后得到主轴抗共振可靠度趋于100%,结构设计合理,可以满足加工需求。 展开更多

关键词 空气静压主轴 预应力模态 响应面 六西格玛分析 可靠度

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压电促动式气浮间隙调节机构设计与性能分析

12

作者 朱元珅 石明辉 +2 位作者 秦东晨 陈江义 沈鹏 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期963-967,共5页

针对传统空气静压主轴无法调节气浮间隙以应对不同运转状态或外载作用的问题,设计了一种空气静压主轴气浮间隙调节机构,采用压电微位移放大机构促动实现气浮间隙的主动调节。通过理论推导与仿真对设计的压电微位移放大机构及整体气浮间... 针对传统空气静压主轴无法调节气浮间隙以应对不同运转状态或外载作用的问题,设计了一种空气静压主轴气浮间隙调节机构,采用压电微位移放大机构促动实现气浮间隙的主动调节。通过理论推导与仿真对设计的压电微位移放大机构及整体气浮间隙调节机构进行研究分析,并研制了样机进行实验。实验结果表明,在驱动电压为120 V时,所设计的压电微位移放大机构输出位移达518.739μm,气浮间隙调节机构相应输出位移可达189μm,响应时间约为0.38 s。 展开更多

关键词 空气静压主轴 气浮间隙 压电堆叠 逆压电效应 位移放大机构

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微小型化机床的研制 被引量：24

13

作者 孙雅洲 梁迎春 董申 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期591-593,共3页

研制了一台微小型化的机床试验台,本体尺寸为300×150×165mm3.该试验台采用了商品化的微型工作台、高速空气涡轮主轴、直线型超声电机和基于PC的控制卡.给出了初步的试验结果,包括加工的直槽、圆、薄壁和人脸,以及槽底的表面... 研制了一台微小型化的机床试验台,本体尺寸为300×150×165mm3.该试验台采用了商品化的微型工作台、高速空气涡轮主轴、直线型超声电机和基于PC的控制卡.给出了初步的试验结果,包括加工的直槽、圆、薄壁和人脸,以及槽底的表面粗糙度. 展开更多

关键词 微小型化机床 空气涡轮主轴 超声电机 微细铣削

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超高精度滚动轴承旋转精度测试系统误差分析 被引量：3

14

作者 杨朝晖 张进华 +2 位作者 洪军 姚建国 王煜 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1095-1101,共7页

为了提高滚动轴承旋转精度测试系统的测试精度,研究多种高精度主轴旋转误差测量方法.结合测试系统原理与结构,采用两点法误差分离方法实现测试系统空气静压主轴旋转误差的高精度测量.通过对比多组测试系统所分离的精密芯轴圆度结果与圆... 为了提高滚动轴承旋转精度测试系统的测试精度,研究多种高精度主轴旋转误差测量方法.结合测试系统原理与结构,采用两点法误差分离方法实现测试系统空气静压主轴旋转误差的高精度测量.通过对比多组测试系统所分离的精密芯轴圆度结果与圆度仪测量结果,间接分析两点法误差分离方法的精度与稳定性.测试结果显示:应用两点法误差分离方法所得的测试系统主轴旋转误差结果精度高、稳定性好;验证了在载荷作用下该测试系统所采用的空气静压主轴旋转误差较小,且随着转速的增加仅小幅增加. 展开更多

关键词 滚动轴承 测试系统 空气静压主轴 误差分离 两点法

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非球面曲面的超精密加工与测量技术的研究 被引量：14

15

作者 罗松保 张建明 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2003年第9期58-61,共4页

全面介绍了“九五”重点预研课题———“非球面曲面的超精密加工与测量技术”的研究内容及其成果。其主要研究内容有 :非球面曲面的超精密加工系统的研究、非球面曲面的超精密加工工艺的研究、非球面曲面的超精密测量技术的研究。其主... 全面介绍了“九五”重点预研课题———“非球面曲面的超精密加工与测量技术”的研究内容及其成果。其主要研究内容有 :非球面曲面的超精密加工系统的研究、非球面曲面的超精密加工工艺的研究、非球面曲面的超精密测量技术的研究。其主要研究成果有 :高精度、高刚性高速空气静压主轴技术 ,高精度、高刚性闭式液体静压导轨技术 ,超精密车削系统 ,超精密磨削系统 ,高性能。 展开更多

关键词 非球面曲面 超精密加工 测量技术 高速空气静压主轴 闭式液体静压导轨 超精密车削系统 超精密磨削系统 数控系统

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陶瓷镀金四极杆超精密车削工艺优化

16

作者 赵午云 韩长庆 刘龙斌 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第9期150-151,156,共3页

通过设计新型的附带恒力预紧顶尖的气浮尾座,且合理匹配工艺参数,利用自主研制的超精密加工机床,成功实现了φ12 mm×150 mm陶瓷镀金四极杆过渡镍层的超精密车削加工。该工艺系统加工质量稳定,整杆圆度约为0.2~0.4μm,圆柱度约为1μm。

关键词 四极杆 细长杆 空气静压主轴 气浮尾座 镍层

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基于美洲狮优化算法的微位移间隙调节机构PID寻优控制

17

作者 乔瑀 袁峰 +2 位作者 石明辉 车驰越 陈江义 《机电工程》 2025年第9期1698-1706,共9页

为了解决现有空气电主轴气浮间隙无法调节的问题,设计了一种微位移间隙调节机构,专门用于对高速空气主轴的气浮间隙进行控制,并对其调节精度进行了研究。首先,对所设计的调节机构进行了介绍,明确了调节机构的原理,并将调节机构简化为简... 为了解决现有空气电主轴气浮间隙无法调节的问题,设计了一种微位移间隙调节机构,专门用于对高速空气主轴的气浮间隙进行控制,并对其调节精度进行了研究。首先,对所设计的调节机构进行了介绍,明确了调节机构的原理,并将调节机构简化为简单的刚体模型,得出了输入转矩和锥形轴承位移之间的关系,在此基础上考虑柔性件变形,使其更接近实际情况,建立了动力学模型,便于后续对系统进行控制分析;然后,介绍了美洲狮优化算法(PO),其作为一种新型的元启发式优化算法,有着独特的优势,将其与传统的算法在同一测试函数下进行了比较,突出其优越性,说明了选择该算法的原因,并将算法应用于调节装置系统中,得出了其收敛与误差效果;最后,利用PO算法对比例-积分-微分控制(PID)三参数进行了优化,对输入阶跃信号进行了响应效果分析,对输入理论位移曲线进行了位移追踪效果分析,并将该结果与传统PID方法的结果进行了比较。研究结果表明:经过美洲狮算法优化的PID调节较传统PID算法的响应速度提升了10%,超调量减少了34.9%;追踪效果有了明显提升,最大误差由0.11358 mm减少为0.01084 mm。该研究对位移调节装置的精度控制和电主轴间隙控制有较大参考价值。 展开更多

关键词 高速空气电主轴 气浮轴承 气浮间隙控制 美洲狮优化算法 比例-积分-微分控制 微位移间隙调节机构 调节精度

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