Analiza patentne tehnologije Zhejiang Mingxu: kruti fleksibilni sustav suzbijanja vibracija za dugo okretanje osovine (patent br.: ZL 2024 2 1169223.6)

Tehničke pozadine i boli u industriji

U preciznom skretanju komponenti dugih vratila (poput pogonskih osovina i olovnih vijaka), tradicionalni alati za fiksni jednosmjernici pate od dva jezgre:

● Neadekvatno suzbijanje brbljanja: Prevrnuti kraj alata za okretanje doživljava vibracije s amplitudama u rasponu od 10 do 50 μm pri pobuđivanju sile rezanja ( Izvor: Int. J. Mach. Alati manuf. 2021, 167, 103767 ), što dovodi do pogoršanja površinske valovitosti (WT vrijednosti) do 6,3 μm (prema ISO 4287 standarda);

● Neravnotežna dinamička krutost: Kada se obradi duge osovine s omjerom duljine i promjera (L/D) veće od 5, modalna krutost sustava pada ispod 800 n/µm, što pokreće regenerativno brbljanje (kako je analizirano kroz teoriju vibracija DIN 1311).

Analiza osnovnih tehnoloških inovacija

I. višestupanjski dinamička arhitektura poboljšanja krutosti

1.1 Sustav podrške s dvostrukom zatvorenom petljom

Glavni modul za podršku:

● Podajna šipka (7) izrađena je od 40CR ugašenog i kaljenog čelika, a sadrži vanjsku nit od M16 × 2 koji se spaja s fiksnom maticom (8), postižući silu prednaprezanja od 1200 ± 50N;

● Kroz analizu konačnih elemenata, utvrđuje se da je optimalni razmak podrške L/3 (gdje je L duljina alata za okretanje), povećavajući prirodnu frekvenciju prvog reda na 245Hz (u usporedbi s 82Hz u tradicionalnim strukturama).

Modul pomoćnog stabilizacije:

● Pomoćni potporni kotač (13) konstruiran je od čelika za ležaj GCR15, s kontaktnim kutom od 60 ° ± 1 °. Kontaktni napon optimiziran je na 150-200MPA pomoću Hertzijske teorije kontakta;

● Ispitivanje vibracija (u skladu s ISO 10816-3) otkriva da se, u radnim uvjetima od n = 1500rpm, amplituda smanjuje na 3 μm (za razliku od> 15 μm u tradicionalnim strukturama).

1.2 Mehanizam za podešavanje preciznosti

● Osovina s navojem za podešavanje (6) koristi trapezoidni navoj s dvostruko olovom (TR20 × 4P8), koja, u kombinaciji s perilom protiv klizanja (11) (koji sadrži koeficijent trenja μ = 0,12), omogućava brzinu mikro-hranjenja od 0,025 mm po revoluciji;

● Pozicionirajući nosač (14) i stezanje protjerivanja (17) koriste H7/G6 fit, postižući ponavljajuću točnost pozicioniranja od ± 0,005 mm.

Ii. Topološki dizajn adaptivnog supresije vibracija

2.1 Optimizacija puta prijenosa sile

● Fiksni prsten (5) dizajniran je s kružnom rebrastom strukturom, koji sadrži gradijent debljine stijenke koji prijelazi s 8 mm na 12 mm, što je rezultiralo poboljšanjem krutosti savijanja od 180% (provjereno kroz simulacije radne ploče ANSYS);

● Pokretni utor (4) prihvaća oblikovanje duguljastih rupa (30 × 12 mm), omogućavajući ± 15 mm horizontalne kompenzacije, a kompatibilan je s promjerima osovine u rasponu od φ20 mm do φ80 mm.

2.2 Struktura povećanja prigušivanja

● Unutrašnjost šipke (7) ispunjena je ljepilom za prigušivanje na bazi silicija (s faktorom gubitka tanδ = 0,35), povećavajući brzinu prigušenja vibracija na 22dB/s (kako je testirano u skladu s ISO 10816 standardima);

● Poprečna priključna ploča (15) konstruirana je od aluminijske legure 6061-T6, formirajući podešenu masu prigušivača kroz utor za stezanje (16) za suzbijanje visokofrekventnih vibracija u rasponu od 500-800Hz.

Ključna tablica za usporedbu tehničkih parametara

Tipične provjere scenarija obrade

Slučaj 1: Precizni vijak za olovo

● Prilikom obrade olovnog vijka φ50 × 2000 mm, kumulativna pogreška nagiba bila je ≤5 μm na 1000 mm (zadovoljavanje standarda GB/T 17587.3);

● Život alata produžen je na 180 komada po reznom rubu (u usporedbi s 80 komada po reznom rubu s tradicionalnim alatom).

SLUČAJ 2: STANOVI HIDRAULIČKIH CYLINDER Klipnog šipke

● Vrijednost RA površinske hrapavosti dosljedno se održavala na 0,4 μm (udovoljavajući potrebi industrije od ≤0,8 μm);

● Učinkovitost obrade poboljšana je za 40% (zbog smanjene vibracije, omogućavajući povećanje brzine dovoda sa 0,1 mm/rev na 0,15 mm/rev).

Ovaj patent postiže proboj u suzbijanju vibracija za obradu duge osovine kroz dva tehnološka puta: Dinamičko ograničenje i prigušivanje gradijenta višebody. Provjeren putem COMSOL multifizičkih simulacija, sustav smanjuje vibracijsku energiju za 82% unutar frekvencijskog pojasa od 100-1000Hz, dosegnuvši razinu supresije vibracija usporedivom s onom aero-motora.

Ako želite saznati više, kontaktirajte Mingxu Machinery da biste dobili cjelovito izvješće o patentima: [email protected] .