Analiza patentne tehnologije Zhejiang Mingxu: strogi fleksibilni sustav suzbijanja vibracija za obradu komponenata s tankog zida (patent br.: ZL 2023 2 2998408.x)

Tehničke pozadine i boli u industriji

U preciznoj obradi tanko zidovanih cijevi (poput zrakoplovnih hidrauličkih cijevi i reakcijskih komora za poluvodiča), tradicionalni jedno-završni sustavi stezanja pate od dva jezgrena pitanja:

l Nedovoljno suzbijanje brbljanja: Slobodni kraj doživljava prisilne vibracije s amplitudama od 5-20 μ m pod pobudom sile rezanja (Izvor podataka: CIRP Annals 2021, 70 (1), 357-360), što rezultira površinskom hrapavošću RA vrijednosti koje se pogoršavaju na iznad 3.2 μ M (ISO 4288 Standard);

l Dinamična neravnoteža krutosti: Podrška u jednoj točki uzrokuje da je modalna krutost sustava manja od 1 × 10 ³ " " " N/mm, sa značajnim rezonantnim rizicima pri kritičnim brzinama (analiza teorije vibracija DIN 1311).

Analiza inovacije temeljne tehnologije

I. Sustav za suzbijanje vibracije s više stupnjeva slobode

1.1 Struktura topologije ograničenja u tri točke

Donji dvostruki kotači (12):

l Upotrijebite tijela s visokim udjelom u ugljika od kroma (GCR15) s radijusima za zakrivljenost, odgovarajući vanjskom promjeru radnog komada (tolerancija ± 0,02 mm), kontaktni kutovi od 60 ° ± 1 ° , i optimizirana kontaktna naprezanja od 80-120MPA kroz Hertzijsku teoriju kontakta;

l Osovine kotača sadrže kutne kontaktne kuglične ležajeve (7206b, prednaprezanje 50N), s radijalnim otpremanjem manjim od 2 μ M (ISO 492 Standard).

Gornji podesivi tlačni kotač (26):

l Primijenite dinamičku silu za unaprijed učitavanje f = 200 ± 10N preko tlačne opruge (31) za kontrolu sile zatvorene petlje;

l Površinski laserski obloženi tlakom s WC-10CO premazom, s koeficijentom trenja μ≤ 0,08 (ASTM G99 testiranje).

1.2 Dinamički dizajn poboljšanja krutosti

Vodičica u obliku slova T (15) i pomični utor (14):

l Za ograničavanje horizontalnog pomaka upotrijebite H6/G5 u manje od 5 μ m, s opružnim oprugama (10) (krutost k = 50n/mm ± 5%) u okomitom smjeru;

l Modalna analiza pokazuje da se prirodna frekvencija prvog reda sustava povećava na 325Hz (98Hz za tradicionalne strukture), izbjegavajući tipične pojaseve frekvencije ekscitacije (80-250Hz).

Ii. Adaptivni sustav upravljanja silom

2.1 Mehanizam regulacije dvostruko zatvorenih petlji

Aksijalno prilagođavanje unaprijed:

l Upotrijebite olovni vijak (27) s nagibom p = 1 mm, u kombinaciji s tlačnom oprugom (31) da biste postigli 0,05-0,2 mm rezoluciju mikro-feeda;

l Nakon zaključavanja trećim locknut (29), aksijalna krutost doseže 2.5 × 10 ⁴ N/mm (ISO 10791-2 testiranje).

Radijalna dinamička naknada:

l Pokretna baza (16) opremljena linearnim vodičima (HGW25CA, ponovljivost ± 1 μ m) za ± Kompenzacija od 15 mm;

l Povezana kontrola sa servo motorom (35), s vremenom odziva manje od 50 ms (na temelju PID algoritma).

2.2 Put rasipanja energije vibracija

Kompozitna struktura prigušivanja:

l Antiklističke perilice (9) Koristite laminatne materijale od gumenih metala (faktor gubitka Δ = 0,25);

l Stopa prigušenja vibracija sustava povećava se na 18 dB/s (u usporedbi s 6DB/s za tradicionalne strukture, na temelju ISO 10816-3).

Tablica za usporedbu tehničkih parametara

Tipična validacija scenarija obrade

Slučaj 1: Mljeljenje zrakoplovnih titana legura tankih zidova

l U uvjetima n = 3000rpm i f = 0,1 mm/rev, kontrola amplitude se održava na ＜ 3 μ m ( ＞ 15 μ m s tradicionalnim čvorama);

l Pogreška obrade zaokruženosti je ≤ 2 μ m (ASME B89.3.4 Standard zahtijeva ≤ 5 μ m).

Slučaj 2: Unutarnja zidna bušenje poluvodičkih kvarcnih komora

l Ubrzanje vibracija obrade obrade ＜ 0,5 g ( ＞ 2,5 g s tradicionalnim sustavima);

l Život alata proširuje se na 380 rupa/ruba (prosjek industrije je 120 rupa/ruba).

Ovaj patent uspostavlja novu paradigmu za suzbijanje vibracija u tanko zidovima komponenti obrade kroz tri glavna tehnološka puta: multibody dinamička topologija suzdržavanja, adaptivna sila kontrola zatvorene petlje i kompozitni dizajn prigušivanja. Provjeren od strane COMSOL multifizičkih simulacija, sustav postiže gubitak prijenosa vibracija ＞ 15DB unutar širokog frekvencijskog opsega od 2000-5000Hz, dostižući razinu supresije vibracija za obradu aero-motora.

Ako želite naučiti više i kupiti samo-podmazivanje ležaja proizvodi, molimo kontaktirajte Mingxu Machinery Da biste dobili cjelovito izvješće o patentima: [email protected] .