吉林大学学报(工学版) ›› 2012, Vol. 42 ›› Issue (02): 382-387.
袁幸1, 朱永生1, 洪军2, 张优云1
YUAN Xing1, ZHU Yong-sheng1, HONG Jun2, ZHANG You-yun1
摘要: 将精密球轴承不可重复跳动(NRRO)的研究引入到主轴系统分析中,阐述了主轴系统NRRO的概念。应用滚动轴承几何学、弹性力学和滚道控制论,给出了高速角接触球轴承由内圈、外圈、钢球几何误差与球数变化所引起的NRRO的数值计算公式。为了在设计阶段揭示NRRO对精密主轴的影响规律,建立了考虑NRRO效应的主轴系统动态预估模型。计算实例和理论分析表明:球轴承中当一个钢球误差较大时,NRRO值随着球数增加而降低;内、外圈的几何误差对系统NRRO的影响较小;钢球本身的表面几何误差对系统NRRO的影响比较显著。针对现有轴系设计方法的不足之处,在预估模型基础上,提出了基于响应面的主轴系统NRRO抑制设计方法,为精密轴承系统研究提供了一定的理论依据和参考。
中图分类号:
[1] Cao Yu-zhong, Altintas Y. Modeling of spindle-bearing and machine tool systems for virtual simulation of milling operations[J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2007, 47(9):1342-1350.[2] Eynian M, Altintas Y. Analytical chatter stability of milling with rotating cutter dynamics at process damping speeds[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering ASME, 2010, 132(2):1-14.[3] Noguchi Shoji, Ono Kyosuke. Reduction of NRRO in a ball bearing for HDD spindle motors(1st report, theoretical analysis used by NRRO calculation program)[J]. Japan Society of Mechanical Engineers, 1998, 64 (620): 282-287.[4] Noguchi Shoji, Kanada Tohru. Development of measuring system for radial non-repetitive run-out (NRRO) and perception about present state of angular contact ball bearing for machine tools[J]. Tribology International, 2008, 41(12):1176-1180.[5] Noguchi Shoji, Ono Kyosuke. Reduction of NRRO in a ball bearing for HDD spindle motors(2nd report, experimental analysis of ball bearing with 12 balls)[J]. Japan Society of Mechanical Engineers, 1998, 64 (624): 365-370.[6] Noguchi Shoji, Ono Kyosuke. Reduction of NRRO in a ball bearing for HDD spindle motors(3rd report, influence of lubrication on NRRO of a ball bearing)[J]. Japan Society of Mechanical Engineers, 2000, 66(642):294-299.[7] Noguchi Shoji, Nakamura Shin-ya. Reduction of radial NRRO of an angular contact ball bearing for machine tools(1st report, development of apparatus for measuring NRRO and grasp of present situation)[J]. Japan Society of Mechanical Engineers, 2005, 71(712):206-211.[8] Kusamoto Jouji, Ohmi Takao. Study on disk vibration of miniature optical storage[J]. Micromechatronics, 1996, 62(604): 45-52.[9] Tada Seiji, Yanabe Shigeo, Inoue Yoshihisa. Axial vibration of optical disk spindle system[J]. Japan Society of Mechanical Engineers, 1996, 62(604):4469-4476.[10] Harris T A. Rolling Bearing Analysis[M]. 4th ed. New York: John Wiley and Sons, Inc, 2001.[11] Jiang Shuyun, Mao Hebing. Investigation of variable optimum preload for a machine tool spindle[J]. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2010, 50 (1): 19-28.[12] 王保民, 梅雪松, 胡赤兵, 等. 内圈离心位移对高速角接触球轴承刚度的影响[J]. 计算力学学报, 2010, 27(1):145-150. Wang Bao-min, Mei Xue-song, Hu Chi-bing, et al. Influence of inner ring centrifugal displacement on the stiffness of high-speed angular contact ball bearing[J]. Chinese Journal of Computational Mechanics, 2010, 27(1): 145-150.[13] Kankar P K, Harsha S P. Fault diagnosis of a rotor bearing system using response surface method[J]. European Journal of Mechanics A/Solids, 2009, 28(4):841-857. |
[1] | 毕秋实,王国强,黄婷婷,毛瑞,鲁艳鹏. 基于DEM-FEM耦合的双齿辊破碎机辊齿强度分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1770-1776. |
[2] | 朱伟,王传伟,顾开荣,沈惠平,许可,汪源. 一种新型张拉整体并联机构刚度及动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1777-1786. |
[3] | 那景新, 浦磊鑫, 范以撒, 沈传亮. 湿热环境对Sikaflex-265铝合金粘接接头失效强度的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1331-1338. |
[4] | 刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507. |
[5] | 毛宇泽, 王黎钦. 鼠笼支撑一体化结构对薄壁球轴承承载性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1508-1514. |
[6] | 王涛, 伞晓刚, 高世杰, 王惠先, 王晶, 倪迎雪. 光电跟踪转台垂直轴系动态特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1099-1105. |
[7] | 贺继林, 陈毅龙, 吴钪, 赵喻明, 汪志杰, 陈志伟. 起重机卷扬系统能量流动分析及势能回收系统实验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1106-1113. |
[8] | 谢传流, 汤方平, 孙丹丹, 张文鹏, 夏烨, 段小汇. 立式混流泵装置压力脉动的模型试验分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1114-1123. |
[9] | 孙秀荣, 董世民, 王宏博, 李伟成, 孙亮. 整体抽油杆柱在油管内空间屈曲的多段式仿真模型对比[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1124-1132. |
[10] | 吉野辰萌, 樊璐璐, 闫磊, 徐涛, 林烨, 郭桂凯. 基于MBNWS算法的假人胸部结构多目标优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1133-1139. |
[11] | 刘坤, 刘勇, 闫建超, 吉硕, 孙震源, 徐洪伟. 基于体外传感检测的人体站起动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1140-1146. |
[12] | 宫亚峰, 申杨凡, 谭国金, 韩春鹏, 何钰龙. 不同孔隙率下纤维土无侧限抗压强度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 712-719. |
[13] | 刘志峰, 赵代红, 王语莫, 浑连明, 赵永胜, 董湘敏. 重载静压转台承载力与油垫温度场分布的关系[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 773-780. |
[14] | 曹婧华, 孔繁森, 冉彦中, 宋蕊辰. 基于模糊自适应PID控制的空压机背压控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 781-786. |
[15] | 李锐, 张路阳, 刘琳, 武粤元, 陈世嵬. 基于相似理论的三跨桥梁磁流变隔振[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 787-795. |
|