滚动直线导轨副关键性能指标分析与评价

发布时间：2023-03-19 01:07

　　滚动直线导轨副作为高档数控机床的核心执行部件,直接决定数控机床加工精度、精度稳定性及保持性。目前行业骨干企业滚动直线导轨副产品在刚性、综合性能方面取得了明显进步,但在精度保持性上与国外高端产品仍有明显差距,成为制约高档数控机床应用国产滚动直线导轨副的突出瓶颈问题。通过数控机床企业现场使用及前期大量的试验表明,影响滚动直线导轨副精度保持时间偏低的主要失效形式就是刚性不足、预紧力丧失过快,使用中动态特性不稳定,组件可靠性偏低,导致其在精度稳定性及可靠性等方面均落后于国外产品。这一行业突出的共性基础技术问题,成为国产滚动直线导轨副追赶或赶超国外高端产品水平的关键所在。本文以国家科技重大专项“高档数控机床滚动功能部件共性技术研发(2012ZX04002021)”为支撑,对滚动直线导轨副的预紧力测定与分析、刚性评价、阻尼抑振组件的抑振分析及可靠性试验与评价的基础技术问题展开理论与试验研究,为滚动直线导轨提高刚性、精度保持性及使用寿命等重要工程问题提供理论与试验支撑。针对影响滚动直线导轨副服役性能的突出基础技术问题,本文采用有限元仿真、电路学建模、动力学建模、数值计算等方法,结合试验,分析与评价滚...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 滚动直线导轨副概述
    1.3 滚动直线导轨副关键性能指标研究现状
        1.3.1 发展方向
        1.3.2 预紧力研究
        1.3.3 刚性研究
        1.3.4 振动等综合运动性能研究
        1.3.5 可靠性与寿命研究
    1.4 课题与研究经费来源
    1.5 论文的研究内容与结构
2 基于电接触的预紧力测定与分析
    2.1 导轨副预紧力
    2.2 初预紧偏差分析
    2.3 偏差评价
    2.4 偏差抑制
        2.4.1 试验设置
        2.4.2 滑块变形限制装置
        2.4.3 试验结果及讨论
    2.5 测定预紧力传统方法
    2.6 基于GW接触模型对导轨副预紧力测定
        2.6.1 Greenwood和Williamson模型
        2.6.2 电接触
        2.6.3 导轨副电路模型
    2.7 预紧力测定试验验证与分析
        2.7.1 试验设置
        2.7.2 试验结果与分析
    2.8 预紧力衰退测定
    2.9 本章小结
3 基于微观接触总长的刚性评价
    3.1 传统导轨副静刚度
    3.2 微观接触总长
        3.2.1 理论依据
        3.2.2 模型建立
    3.3 微观接触总长计算与验证
        3.3.1 数值计算
        3.3.2 样件与装置选取
        3.3.3 试验验证
    3.4 本章小结
4 基于阻尼抑振组件的抑振分析
    4.1 直线导轨副用阻尼器
    4.2 阻尼器抑振模型建立
    4.3 基于扫频激振阻尼器测试
        4.3.1 试验装置构建
        4.3.2 机械加载机构
        4.3.3 振动测试布置
    4.4 阻尼器抑振效果试验验证
    4.5 本章小结
5 基于加速可靠性试验与品质评价
    5.1 滚动直线导轨副故障模式
    5.2 加速可靠性试验与评价
        5.2.1 试验条件
        5.2.2 加速系数
        5.2.3 定时截尾试验平均故障间隔里程
        5.2.4 两水平加速可靠性定时截尾试验平均故障间隔里程
        5.2.5 平均故障间隔时间计算
    5.3 品质评价
        5.3.1 评价指标
        5.3.2 评价模型
        5.3.3 品质分量及分值
        5.3.4 可靠性试验设备
        5.3.5 可靠性试验条件
        5.3.6 可靠性试验流程
        5.3.7 案例
    5.4 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 总结
    6.2 创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3764232