30高速轴系支撑刚度的计算分析与研究-第3页
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30高速轴系支撑刚度的计算分析与研究-3
的疲劳寿命和支承刚度是非常重要的；拟静力学分析模型考虑高速时钢球所受离心力及陀螺力；当轴承处于稳定工作状态时，此时的拟静力学剐度也就；洛阳轴承研究所为了进一步提高高速电主轴的设计水平；１．２国内外发展状况；１．２．１主轴轴承的发展；用于高速主轴的滚动轴承有圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴；采用主轴轴承代替圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴；獬忒：≮《您；／熊熙／您／愆
　的疲劳寿命和支承刚度是非常重要的。传统的方法是把作用在轴系上的外载荷按材料力学中未考虑轴承刚度而解静不定问题的方法分配到各个轴承上，然后对每个轴承分别进行分析和计算。事实上多支承轴系中各个轴承所承担的外载荷与轴承的支承刚度和轴的弹性变形是相互影响的。因此，用简单的方法就不能准确确定各个轴承的外载荷。这样就需要把所有轴承与轴当作一个系统来研究。在实际应用中有许多定压预紧或定位预紧的轴承支承轴系，对这类轴系中的滚动轴承进行研究时，也必须将所有轴承与轴联合起来考虑。因此，考虑轴的弹性变形对多支点轴系中的滚动轴承联合进行拟静力学研究在现代工程应用中是很有意义的。拟静力学分析模型考虑高速时钢球所受离心力及陀螺力矩的作用，并把它们与外部载荷（包括力和力矩）一起计入到每个轴承元件的力和力矩平衡方程，然后对这一组非线性方程采用ＮｅＭｏｎ―ＲａｐｈｓｏⅡ迭代法进行求解。但拟静力学分析模型对运动约束做了一些假设：分析模型采用套圈控制理论㈣１，即钢球在一个套圈沟道仅发生纯滚动而无自旋运动等，没有考虑保持架运动的影响，没有考虑各物理量随时间变化的情况。尽管如此，拟静力学分析模型对高速球轴承的设计仍然非常有用，它可以提供钢球上的真实载荷分布、可接受的疲劳寿命预测及轴承刚度。因此，拟静力学分析方法在实际的工程分析中经常被采用。同时，它也是轴承动力学分析的基础。当轴承处于稳定工作状态时，此时的拟静力学剐度也就是所谓的动刚度，只不过它不随时间发生变化。洛阳轴承研究所为了进一步提高高速电主轴的设计水平，委托合肥工业大学针对高速电主轴静、动态性能的设计计算等问题进行研究，并编制一个具有实用价值的应用软件，这就形成了本论文研究工作的来源。１．２国内外发展状况１．２．１主轴轴承的发展用于高速主轴的滚动轴承有圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承和角接触球轴承等，其中又以角接触球轴承应用最多。角接触球轴承对于作用在转轴或主轴上的载荷可做到速度和刚度之间的最佳匹配。可满足以下指定要同时达到标准规定的要求：高精度；高转速；长寿命和高刚度等。角接触球轴承的广泛适应性、高生产率和可靠性促进了现今机床的不断发展。采用主轴轴承代替圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴承可以提高速度性能，但刚度性较差。采用多联配置可以克服这一缺点，如图ｌ―ｌ所示，为背对背（０）、面对面（）（）和串联安装。獬忒：≮《您／熊熙／您／愆／｜｜、Ｊｋ”ｕ『（ｂ）面对面（ｃ）背对背（ＤＦ）（加）图ｌ―ｌ主轴轴承的配置相比背对背配置，面对面配置不利于提高支撑系统的刚度。同时，主轴的热位移使轴承游隙减小，不利于提高速度性能，因此，面对面配置很少单独采用。串联配置只能承受单向轴向载荷，多数情况下须用弹簧施加预负荷，且两套轴承的接触角必须完全相等。而背对背安装的两套轴承接触角可以不同。为了进一步提高刚度，已经出现三联和四联甚至五联配置，常见的几种三联和四联的配置示于图１―２。随着轴承精度的不断提高，万能配对也已广泛采用，从而极大的简化了轴承的安装。罔解解阐闹隅。Ｆｃ盯图ｌ一２常用的多联配置随着技术的发展，目前滚动轴承的使用环境和条件与过去相比更加苛刻和复杂，普通的钢制轴承已不能适应，这就提高了滚动轴承零件使用高性能陶瓷的可能性ｏ“。近年来，陶瓷轴承技术的发展已经使得角接触轴承的速度能力有了很大的提高，以致陶瓷滚珠和内、外钢环组成的“混合式”轴承，几乎己成为现有高速主轴系列的标准规范““。具有代表性的工程陶瓷材料氮化硅（ｓｉ３Ｎ４）其耐热耐腐蚀与耐磨等性能优异，而且重量轻，因此在以往钢制轴承不能适应的严酷环境或者以机床为代表的高速旋转条件下，陶瓷材料制的轴承业已实际使用“”。陶瓷球使混合轴承具有如下优点“”：１）高速：陶瓷球的重量仅为钢球重量的４０％，这样能减少离心力和打滑，使混合轴承比传统轴承的转速提高２０％～４０％：４２）高刚性：陶瓷弹性模量比钢高５０％，因此能提高刚度１５％～２０％，从而减轻机床主轴的振动。３）耐腐蚀：陶瓷材料不活泼的化学特性使陶瓷球具有耐腐蚀性。４）长寿命：陶瓷球材料比钢的硬度高的多，７５～８０ＨＲＣ，而相应钢材为５８～“ＨＲｃ。此外陶瓷还具有较高的抗压强度。根据经验陶瓷球轴承的寿命可提高３～５倍。此外陶瓷球轴承还有低热膨胀、低发热和绝缘等性能。陶瓷球轴承性能卓越，是较理想的高速轴承，虽然成本高，但从综合的社会和经济效益来看，应用前景十分广阔“”。与轴承钢相比，陶瓷的缺点是耐冲击性能差，进一步改善陶瓷材料的性能是今后研究的重点。提高陶瓷的加工工艺性能和效率也是国内外当前研究的难点。对我国而言，在改善陶瓷粉末的纯度和粒度以及烧结毛坯的致密度、陶瓷基础性能试验、测试和陶瓷轴承性能试验等方面都有必要进行广泛而深入的研究‘１６…１。超过现有陶瓷轴承可能达到的转速的极高转速领域就应使用磁力轴承：它能承受住１５０ｏｏＯｒ／ｍｉｎ或更高的转速。这类轴承是把主轴“悬浮”在磁场中，用计算机控制的传感器来调整磁场状况以便轴可以保持在中心位置。因为没有材料接触，而且旋转轴也不涉及其他机械零件，几乎没有摩擦力，因此，没有由摩擦引起的热膨胀和变形。１．２．２滚动轴承刚度的研究。－”。１”主轴组件的振动会影响工件的表面质量、刀具的耐用度和主轴轴承的寿命。还会产生噪声影响工作环境。如果发生切削自激振动，将严重影响加工质量，甚至有可能使切削无法进行下去。而衡量抗振能力的常用主要指标是动刚度。动刚度越大．则主轴组件的动态力作用下振动量越小；反之，动剐度越小，振动量越大。主轴系统的静刚度是被加工工件产生系统误差的重要因素。在切削加工时，主轴同时承受着静态力与动态力，这可以理解为一个恒力与附加在这个恒力上的一个动态增量，它们是共存的，前者引起的静张《度问题以绕度和转角来表征，反映主轴系统抵抗静态外载荷的能力；后者引起的动刚度问题以动柔度来表征。不同的工作环境对滚动轴承的刚度有不同的要求ｎ，。比如，机床主轴轴承需要较高的刚度来保证工件具有高的加工精度；高速旋转轴承需要合适的刚度以保证旋转轴的临界转速远离轴从工作转速，减少振动；陀螺仪马达的轴承需要具有相等的径向刚度和轴向刚度以使陀螺仪减少加速度平方误差等。因此，研究滚动轴承的刚度从而提滚动高轴承的使用性能具有现实意义。在一般情况下，角接触球轴承受径向、轴向和力矩联合载荷的作用，内外套圈将产生径向、轴向的相对位移及相对倾角。这种弹性的相对位移量的大小关系到轴承的使用性能。轴承的刚度定义为轴承内外套圈产生单位的相对弹性位移量所需的外加载荷。按照相对位移的方向，轴承刚度可以分为径向刚度、轴向刚度和角刚度。角接触球轴承的刚度分析过程其实包含在轴承的力学分析过程之中。通过对角接触球轴承进行受力平衡分析，我们从中可以求解出轴承的刚度。而刚度特性分析主要是分析一些因素对刚度的影响，刚度随这些因素变化的规律，以便更好地为转子动力学分析服务。Ｈ．Ｈ．ｗａｌｌｉｎ、Ｊ．Ｗａｌｅｃｋｘ和Ｅ．Ｇｉｅｂｎｅｒ等人分别研究滚动轴承在机床主轴中的应用，讨论了轴承刚度对主轴性能的影响。Ｂ．Ｊ．ｓｔｏｎｅ对滚动轴承的刚度和阻尼进行了分析和实验，给出了一些重要参数对滚动轴承的刚度和阻尼的影响。１９９０年，姚松官等用Ｎｅｗｔｏｎ法建立了五维受载高速运转双联或双列角接触球轴承静刚度分析的数学模型：陈宗农等人对角接触球轴承进行了静态刚度分析，给出了轴承刚度矩阵的计算方法；蒋兴奇等人以高速精密角接触球轴承为对象，分析了轴承结构及结构参数对轴承高速性能和刚度性能的影响：Ａ．Ｂ０ｕｒｄｏｎ等提出了滚动轴承静态刚度分析方法，刚度矩阵模型能够引入到有限元分析中。从以上论述可以看出，转子动力学的求解过程离不开支撑转子的轴承的刚度。轴承剐度性能直接影响到转子的动态响应和工作精度。因而开发一个实用的轴承刚度分析软件应该对轴承的优化设计和应用都具有帮助作用。１．３本文工作的主要内容本论文在对滚动轴承及角接触球轴承有关文献进行分析研究的基础上，对角接触球轴承在轴向、径向载荷联合载荷作用下的静、动态刚度进行了计算分析；在此基础上计算分析了主轴系统的临晃转速、轴承使用的疲劳寿命及相关的影响因素。本文的主要工作如下：１．以Ｈｅｎｚ的拟静力学理论为基础，计算分析了单套轴承在联合载荷作用下的静、动态刚度及其他静态参数；２．针对定位、定压不同预紧方式的多支撑组的高速主轴系统在联合载荷作用下，计算分析其静、动态刚度；３．将轴承刚度纳入主轴系统刚度矩阵中，结合计算轴承刚度时获得的动态性能参数、利用Ｍａｔｌａｂ语言编制高速奄主轴角接触球轴承临界转速的计算程序：４．利用剐度分析时的动态性能参数，计算高速电主轴角接触球轴承的疲劳６寿命；１．４小结本章阐述了角接触球轴承在高速主轴系统中重要和广泛应用的意义，以及它的发展状况；并叙述了角接触球轴承的刚度对生产加工的重要性，它同时也是机床主轴设计的一个重要参数。在此基础上确定了本文的研究内容和主要工作。包含各类专业文献、外语学习资料、幼儿教育、小学教育、高等教育、应用写作文书、中学教育、文学作品欣赏、各类资格考试、专业论文、30高速轴系支撑刚度的计算分析与研究等内容。　
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你的倾角传感器精度=线性误差吗？
13:32| 分类：企业动态 |
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≠线性误差！
影响倾角传感器的测量精度与以下指标密切相关：
灵敏度误差：取决于核心敏感器件的自身特性，但同时与频率响应关联，也称幅频特性。经过实际的测试，对灵敏度的影响很小，可以忽略不计。
零点偏置：取决于核心敏感器件的自身特性，是指传感器在没有角度输入的情况下(如绝对水平面)，传感器测量输出不为零，该实际输出角度值即为零点偏置。这个指标跟传感器是否能置零没有任何关系
非线性：可以通过后续进行校正，取决于校正点的多少。校正点越多，非线性越好。
横轴误差：是指当传感器在垂直于其灵敏轴方向施加一定的加速度或者倾斜一定的角度时耦合到传感器的输出信号上所产生的误差。如对于测量范围为±30°的单轴（假定X方向为倾角测量方向）倾角传感器，在空间垂直于X方向发生10°的倾斜时（此时实际被测量的X方向的倾斜角度保持不变，如为+8.505°），传感器的输出信号会因为这个10°的倾斜而产生额外误差，这个误差称为横轴误差。这个额外的误差因不同的产品而定。当倾角传感器的横轴误差为3%FS,产生的额外误差为3%×30°=0.9°，而传感器实际输出的角度简单估算为9.415°(=8.505°+0.9°)。此时，即使倾角传感器的非线性误差达到0.001°,相对横轴误差而言，这个非线性误差可以忽略不计，也就是说，作为倾角传感器的测量精度，不能不将横轴误差计算在内，否则将引起很大的测量错误。
允许输入轴不重合度：是指传感器在实际安装过程中，允许传感器的水平（Z方向）安装偏差，该指标实际包含了输入轴非对准性、垂直轴非对准性两个方面的误差。一般地，倾角传感器在安装时要求倾斜方向与传感器的指定边沿保持平行或者重合，该指标表示可以允许有一定的安装角度偏差而不影响传感器的测量精度。当倾角传感器自身的灵敏轴与实际的倾斜方向不重合时，随倾斜的角度增大，产生的额外误差呈正弦变化。实际测试表明，当倾角传感器自身的灵敏轴与实际的倾斜方向的夹角超过3°，对于±30°量程±0.01°线性误差的倾角传感器，所产生的额外误差会达到±0.3~0.5°，也远大于非线性误差。
重复测量精度：取决于核心敏感器件的自身特性，不能通过后续修正措施来提高。
温度对零点和灵敏度的影响：也包含漂移和温度曲线的重复性，该重复性取决于核心敏感器件的自身特性，不能通过后续修正措施来提高。在重复性确定的情况下，可以通过后续进行校正，取决于校正点（角度点和温度点）的多少。校正点越多，温度漂移精度就越好。半轴起什么作用？有哪几种支承形式？各有什么特点？_汽车维修
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半轴起什么作用？有哪几种支承形式？各有什么特点？
&&& 半轴的作用是将差速器传来的转矩再传给车轮，驱动车轮旋转，推动汽车行驶。&&& 现代汽车所采用的半轴支承形式，常见的有全浮式和半浮式两种，而以全浮式应用最为广泛。&&& ①全浮式半轴的内端插人半轴齿轮的花键孔中，外端与轮毅相连，支撑半轴的轴承装在轮毅与桥壳之间，这种支撑形式的车辆载荷全部由桥壳承受，半轴仅用来驱动车轮，仅承受转矩，不承受弯矩。&&& ②半浮式结构在小汽车上被广泛采用，半轴的轴承装在半轴与桥壳之间，车轮直接固定在半轴上，车辆载荷和转弯时的横向载荷全部作用在半轴，外端承受全部弯扭。
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