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强力剐齿主轴变形对加工精度的影响分析

组合机床与自动化加工技术 2022年第6期 62-66,71页

作者：赵彬彬陈复兴洪荣晶南京工业大学机械与动力工程学院南京211800 南京工业大学江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室南京211800

针对力致主轴变形影响齿轮加工精度的问题,基于梁弯曲变形理论,建立主轴剐削变形模型,分析了主轴变形对中心距误差和轴交角误差的影响。基于齐次坐标变换理论和剐齿加工原理,建立剐齿加工的力致误差模型和齿轮法向齿廓误差模型,研究了... 详细信息

针对力致主轴变形影响齿轮加工精度的问题,基于梁弯曲变形理论,建立主轴剐削变形模型,分析了主轴变形对中心距误差和轴交角误差的影响。基于齐次坐标变换理论和剐齿加工原理,建立剐齿加工的力致误差模型和齿轮法向齿廓误差模型,研究了中心距误差、轴交角误差和不同方向主轴变形对齿轮法向齿廓误差的影响情况。研究结果表明,主轴变形会导致轴交角误差和中心距误差,进而引起切削过程中齿轮左右齿面的欠切和过切。其中轴交角误差和中心距误差随背吃刀量和进给量的增大而增大,轴交角误差对背吃刀量变化更敏感,中心距误差对进给量变化更敏感。

关键词：强力剐齿主轴变形力致误差建模法向误差误差分析

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基于SGBM算法的可转位刀片几何参数测量

工具技术 2023年第9期57卷 162-165页

作者：乔超李帅康洪荣晶孙新平南京工业大学机械与动力工程学院南京市211800 江苏省工业装备数字化制造及控制技术重点实验室

分析现有的可转位刀片三维立体几何参数刀片厚度的测量方法,传统测量方法在测量可转位刀片三维立体几何参数刀片厚度的精度相对较低,搭建了基于双目视觉的可转位刀片立体几何参数厚度测量系统。在本刀片测量系统实验中对相机进行标定求... 详细信息

分析现有的可转位刀片三维立体几何参数刀片厚度的测量方法,传统测量方法在测量可转位刀片三维立体几何参数刀片厚度的精度相对较低,搭建了基于双目视觉的可转位刀片立体几何参数厚度测量系统。在本刀片测量系统实验中对相机进行标定求取其内外参数,对图像进行立体校正和立体匹配得到视差图,将基于Roberts算法的改进SGBM算法应用于立体匹配,利用视差图中的距离信息测出可转位刀片厚度。实验结果表明,本测量系统和基于Roberts算法的改进SGBM算法可以实现可转位刀片厚度的精密测量。

关键词：双目视觉 Roberts算法 SGBM算法视差图

基于HMM和优化的PF的数控转台精度衰退模型

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振动与冲击 2018年第6期37卷 7-13页

作者：王刚陈捷洪荣晶王华南京工业大学机械与动力工程学院南京211800 江苏省工业装备数字制造及控制技术重点实验室南京211800

针对数控转台精度衰退状态缺乏有效的评估方法的问题,提出一种数控转台重复定位精度衰退趋势预测模型,该模型结合了隐马尔科夫(Hidden Markov Model,HMM)算法和粒子滤波(Particle Filtering,PF)算法,其中粒子滤波算法使用粒子群算法(Par... 详细信息

针对数控转台精度衰退状态缺乏有效的评估方法的问题,提出一种数控转台重复定位精度衰退趋势预测模型,该模型结合了隐马尔科夫(Hidden Markov Model,HMM)算法和粒子滤波(Particle Filtering,PF)算法,其中粒子滤波算法使用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化了初始参数。选择了从数控转台精度衰退加速寿命试验中获得的振动信号作为研究数据。通过聚合经验模态与主成分分析(EEMD-PCA)算法对原始信号降噪,并提取含有故障特征的信号进行信号重构;使用统计特征量作为观察值训练获得HMM模型,对数控转台精度衰减做出早期诊断,并由此获得数控转台精度健康状态指标;使用粒子滤波算法建立数控转台精度衰退预测模型,并预测精度的剩余寿命。在以第50组数据为预测起始点时,预测的剩余寿命为21,实际测量的结果为17,相差4,比较接近。综合分析模型计算与试验测量的结果表明。

关键词：数控转台隐马尔科夫模型粒子滤波算法定位精度剩余寿命

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基于小样本试验的大型回转支承剩余寿命预测

中南大学学报（自然科学版） 2015年第9期46卷 3252-3259页

作者：封杨黄筱调陈捷王华洪荣晶南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京210009

提出一种基于小样本的大型回转支承剩余寿命预测方法,首先基于改进的威布尔分布理论建立回转支承剩余寿命预测的可靠性模型,然后基于赫兹理论分析回转支承滚道载荷分布规律,并结合Archard磨损理论和逆幂率加速寿命模型提出通过小样本试... 详细信息

提出一种基于小样本的大型回转支承剩余寿命预测方法,首先基于改进的威布尔分布理论建立回转支承剩余寿命预测的可靠性模型,然后基于赫兹理论分析回转支承滚道载荷分布规律,并结合Archard磨损理论和逆幂率加速寿命模型提出通过小样本试验估计预测模型参数的方法,最后用QNA-730-22内齿式回转支承进行验证。研究结果表明:该方法能够通过一次全寿命试验建立起多个疲劳载荷下多个滚道样本准确的寿命模型,相对于NREL设计指南和ISO281的疲劳寿命计算方法,该方法更接近真实试验数据,并且相对传统可靠性建模方法能节省大量的时间和费用,为企业制定及时的主动维护策略提供参考。

关键词：威布尔分布回转支承寿命预测小样本试验

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磨齿五轴运动多项式系数敏感性分析

组合机床与自动化加工技术 2023年第4期 169-173页

作者：孙小敏洪荣晶张虎林晓川南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 南京工大数控科技有限公司南京211800

成形磨齿时,优化五轴(X,Y,Z,C,A)附加运动的高次多项式系数可以修正齿面误差,但迭代计算量大,优化结果不稳定,很难应用于实际加工。为简化附加运动模型,并为后续设计高效高精度的齿面误差修正策略提供理论依据,对磨齿五轴运动多项式系... 详细信息

成形磨齿时,优化五轴(X,Y,Z,C,A)附加运动的高次多项式系数可以修正齿面误差,但迭代计算量大,优化结果不稳定,很难应用于实际加工。为简化附加运动模型,并为后续设计高效高精度的齿面误差修正策略提供理论依据,对磨齿五轴运动多项式系数进行了敏感性分析。首先,建立了五轴磨齿系统的数学模型;将各轴运动表示为6次多项式曲线,并推导出五轴磨削运动时砂轮与工件的动态接触条件;其次,根据砂轮基本信息与动态接触条件,得出实际加工包络面,进而获得齿面偏差信息,并给出齿面精度评价方法;最后,采用SOBOL全局敏感性分析法进行了五轴运动多项式各项系数对齿面误差影响的敏感性分析。实例中绘制了一阶敏感性系数S i和总体敏感性系数S Ti的柱状图,并根据各系数对各精度指标的影响大小进行了排序。结果表明,对齿面误差影响的主要系数为二次及以下项系数;对于齿形倾斜误差fhα和齿向倾斜误差fhβ,各系数的影响相互独立,利于修正;修正fhα和fhβ的关键运动轴分别为Y、C、X轴和Y、C、Z轴。

关键词：磨齿包络运动接触分析齿面误差敏感性分析

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安装基础对回转支承载荷分布的影响

哈尔滨工程大学学报 2013年第12期34卷 1593-1599页

作者：王华洪荣晶高学海南京工业大学机械与动力工程学院南京210009 上海欧际柯特回转支承有限公司上海201906

回转支承的承载能力计算无法沿用普通轴承的理论,传统计算方法忽略众多因素影响,结果误差较大,近些年科研人员采用的计算模型复杂、计算时间长.本文采用非线性弹簧建立了变桨回转支承的有限元模型,并与经验公式进行对比,验证了模型的正... 详细信息

回转支承的承载能力计算无法沿用普通轴承的理论,传统计算方法忽略众多因素影响,结果误差较大,近些年科研人员采用的计算模型复杂、计算时间长.本文采用非线性弹簧建立了变桨回转支承的有限元模型,并与经验公式进行对比,验证了模型的正确性.在此基础上,详细分析安装法兰厚度、法兰筒壁厚、法兰筒结构形式及法兰端面的平面度对载荷分布的影响.结果表明:安装法兰厚度以回转支承厚度50%为宜,法兰筒壁厚度对载荷分布影响较小,但筒壁应尽量设计在靠近滚珠一侧,法兰平面度误差对回转支承滚道与滚珠接触压力影响较大,严重影响回转支承的承载能力和使用寿命,在加工和安装过程中要严格控制.

关键词：回转支承载荷分布安装基础非线性弹簧

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多传感器数据融合的风电齿轮箱性能衰退评估

计算机集成制造系统 2019年第2期25卷 318-325页

作者：马越陈捷洪荣晶潘裕斌南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211800

针对风电齿轮箱传动结构复杂、所处工况恶劣,难以提取有效振动信号特征进行性能衰退分析的问题,提出多传感器数据融合的风电齿轮箱性能衰退评估方法。该方法将自适应完全集合经验模态分解(CEEM-DAN)、核主分量分析(KPCA)和Hotelling T2... 详细信息

针对风电齿轮箱传动结构复杂、所处工况恶劣,难以提取有效振动信号特征进行性能衰退分析的问题,提出多传感器数据融合的风电齿轮箱性能衰退评估方法。该方法将自适应完全集合经验模态分解(CEEM-DAN)、核主分量分析(KPCA)和Hotelling T2统计量相结合,先对风电齿轮箱全寿命的非线性、非平稳振动信号进行CEEMDAN-KPCA降噪处理,再利用KPCA对降噪后的多组振动信号进行融合分析,提取连续的T2值(C-T2)及其时域特征作为评估指标,建立风电齿轮箱性能衰退模型。实验结果表明,该方法对风电齿轮箱振动信号降噪效果显著,C-T2特征有效解决了多组振动信号特征维数膨胀问题,且C-T2时域特征模型比振动信号时域特征模型能更准确地评估风电齿轮箱性能的衰退过程。

关键词：风电齿轮箱多传感器数据融合信号降噪性能衰退评估故障诊断

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基于球头刀具的螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划

制造技术与机床 2022年第10期 65-70页

作者：胡敏洪荣晶孙小敏张建坤林晓川南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211816 南京工大数控科技有限公司江苏南京211899

为解决螺旋锥齿轮在五轴数控机床上因额外的两个旋转轴而造成轨迹复杂、人工倒棱效率低且无法保证加工质量的问题,针对螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划进行了研究。首先计算出螺旋锥齿轮齿廓线方程,在验证方程的准确性后获取齿廓线的目标离... 详细信息

为解决螺旋锥齿轮在五轴数控机床上因额外的两个旋转轴而造成轨迹复杂、人工倒棱效率低且无法保证加工质量的问题,针对螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划进行了研究。首先计算出螺旋锥齿轮齿廓线方程,在验证方程的准确性后获取齿廓线的目标离散点。其次,根据坐标转换原理计算出坐标变换矩阵,并依据球头刀的倒棱位姿计算出刀轴矢量。然后,对获得的刀具轨迹进行MATLAB和VERICUT倒棱仿真,分析不同加工深度下的倒棱结果。最后得出五轴数控机床下的倒棱轨迹,切削仿真结果表明加工表面相对均匀,能够实现齿廓在数控机床上的倒棱,替代人工倒棱并提高加工效率。

关键词：螺旋锥齿轮齿廓倒棱球头刀轨迹规划

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采用概率主成分分析的回转支承寿命状态识别

西安交通大学学报 2015年第10期49卷 90-96页

作者：陆超陈捷洪荣晶南京工业大学机械与动力工程学院南京211800

针对回转支承故障特征微弱以及难以提取的特点,提出一种基于概率主成分分析(probabilistic principal component analysis,PPCA)的多领域特征提取方法。该方法从振动信号的时域和时频域中提取出多个能够表征回转支承运行状态的特征向量... 详细信息

针对回转支承故障特征微弱以及难以提取的特点,提出一种基于概率主成分分析(probabilistic principal component analysis,PPCA)的多领域特征提取方法。该方法从振动信号的时域和时频域中提取出多个能够表征回转支承运行状态的特征向量,并将其组成高维特征集。采用PPCA从高维特征集中提取出最能够反映回转支承寿命状态信息的特征量,将其输入粒子群算法优化的支持向量机中进行寿命状态的识别。通过回转支承全寿命实验证明,基于PPCA的特征提取方法优于传统的主成分分析(principal component analysis,PCA),其相应的寿命状态识别精度提高了约8%,并且多领域、多变量的特征更能全面反映回转支承的性能退化趋势。与传统的特征提取方法相比,所提方法能够更全面有效地反映复杂恶劣环境下回转支承的故障信息,因此可以用于回转支承的健康监测领域。

关键词：回转支承性能退化概率主成分分析支持向量机状态识别