การวิเคราะห์เทคโนโลยีสิทธิบัตรของ Zhejiang Mingxu: ระบบปราบปรามการสั่นสะเทือนแบบคู่ที่แข็งกระด้างสำหรับการตัดเฉือนส่วนประกอบแบบบาง (หมายเลขสิทธิบัตร: ZL 2023 2 2998408.x)

ภูมิหลังทางเทคนิคและจุดปวดอุตสาหกรรม

ในการตัดเฉือนที่แม่นยำของหลอดผนังบาง (เช่นท่อไฮดรอลิกและอวกาศและห้องกึ่งตัวนำ) ระบบการยึดแบบเดียวแบบดั้งเดิมได้รับความทุกข์ทรมานจากสองประเด็นหลัก:

l การปราบปรามการพูดพล่อยไม่เพียงพอ: ประสบการณ์การสิ้นสุดของอิสระบังคับให้มีการสั่นสะเทือนด้วยแอมพลิจูด 5-20 μ M ภายใต้การกระตุ้นการตัดแรง (แหล่งข้อมูล: CIRP Annals 2021, 70 (1), 357-360) ส่งผลให้ค่าความขรุขระของพื้นผิวลดลง μ M (มาตรฐาน ISO 4288);

l ความไม่สมดุลของความแข็งแบบไดนามิก: การสนับสนุนจุดเดียวทำให้ระบบความแข็งแบบโมดอลของระบบน้อยกว่า 1 10 ³ N/MM ที่มีความเสี่ยงต่อการสั่นพ้องอย่างมีนัยสำคัญที่ความเร็ววิกฤต (การวิเคราะห์ทฤษฎีการสั่นสะเทือนของ DIN 1311)

การวิเคราะห์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลัก

I. ระบบปราบปรามการสั่นสะเทือนแบบหลายองศาของฟรีดอม

1.1 โครงสร้างทอพอโลยีข้อ จำกัด สามจุด

ล้อรองรับคู่ด้านล่าง (12):

l ใช้ประโยชน์จากเหล็กโครเมี่ยมคาร์บอนสูง (GCR15) ร่างกายที่มีรัศมีความโค้ง RATIO 0.02 มม.), มุมสัมผัสของ 60 1 และความเครียดจากการติดต่อที่ดีที่สุดของ 80-120MPA ผ่านทฤษฎีการติดต่อ Hertzian;

l เพลาล้อรวมแบริ่งลูกบอลสัมผัสเชิงมุม (7206b, preload ของ 50n) โดยมีรัศมี runout น้อยกว่า 2 μ M (มาตรฐาน ISO 492)

ล้อแรงดันปรับด้านบน (26):

l ใช้แรงโหลดล่วงหน้าแบบไดนามิก f = 200 10N ผ่านสปริงแรงดัน (31) สำหรับการควบคุมแรงแบบวงปิด

l ชุดเลเซอร์สีพื้นผิวแรงดันด้วยการเคลือบ WC-10CO ด้วยค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน μ 0.08 (การทดสอบ ASTM G99)

1.2 การออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพความแข็งแบบไดนามิก

แผ่นคู่มือรูปตัว T (15) และสล็อตที่เคลื่อนย้ายได้ (14):

l จ้าง H6/G5 พอดีเพื่อ จำกัด การกระจัดในแนวนอนให้น้อยกว่า 5 μ ม., กับบัฟเฟอร์สปริง (10) (ความแข็ง k = 50n/ม.m 5%) ในทิศทางแนวตั้ง;

l การวิเคราะห์แบบโมดัลแสดงให้เห็นว่าความถี่ธรรมชาติลำดับแรกของระบบเพิ่มขึ้นเป็น 325Hz (98Hz สำหรับโครงสร้างแบบดั้งเดิม) หลีกเลี่ยงแถบความถี่การกระตุ้นการตัดแบบทั่วไป (80-250Hz)

ii. ระบบควบคุมแรงแบบปรับตัว

2.1 กลไกการควบคุมลูปแบบคู่ปิด

การปรับล่วงหน้าตามแนวแกน:

l ใช้สกรูตะกั่ว (27) ด้วยระยะพิทช์ p = 1 มม. รวมกับสปริงแรงดัน (31) เพื่อให้ได้ความละเอียดขนาดเล็ก 0.05-0.2 มม.

l หลังจากล็อคด้วยล็อคตัวที่สาม (29) ความแข็งตามแนวแกนถึง 2.5 10 ⁴ N/MM (การทดสอบ ISO 10791-2)

การชดเชยแบบไดนามิกรัศมี:

l ฐานที่เคลื่อนย้ายได้ (16) พร้อมกับคู่มือเชิงเส้น (HGW25CA, การทำซ้ำได้ 1 μ m) สำหรับ การชดเชยจังหวะ 15 มม.;

l การควบคุมที่เชื่อมโยงกับเซอร์โวมอเตอร์ (35) โดยมีเวลาตอบสนองน้อยกว่า 50ms (ขึ้นอยู่กับอัลกอริทึม PID)

2.2 เส้นทางการกระจายพลังงานการสั่นสะเทือน

โครงสร้างการหน่วงคอมโพสิต:

l เครื่องซักผ้าป้องกันลื่น (9) ใช้วัสดุลามิเนตยางไนไตรล์เมทัล (ปัจจัยการสูญเสียสีแทน Δ = 0.25);

l อัตราการลดทอนการสั่นสะเทือนของระบบเพิ่มขึ้นเป็น 18dB/s (เมื่อเทียบกับ 6dB/s สำหรับโครงสร้างแบบดั้งเดิมตาม ISO 10816-3)

ตารางเปรียบเทียบพารามิเตอร์ทางเทคนิค

การตรวจสอบสถานการณ์การตัดเฉือนทั่วไป

กรณีที่ 1: การโม่ของหลอดผสมผนังไทเทเนียมการบินและอวกาศ

l ภายใต้เงื่อนไขของ n = 3000rpm และ f = 0.1mm/rev 3 μ m ( 15 μ m กับการติดตั้งแบบดั้งเดิม);

l ข้อผิดพลาดรอบการตัดเฉือนคือ 2 μ M (ASME B89.3.4 ต้องการมาตรฐาน ≤ 5 μ m).

กรณีที่ 2: การขุดเจาะผนังด้านในของห้องควอตซ์เซมิคอนดักเตอร์

l การเร่งความเร็วการสั่นสะเทือนของกระบวนการตัดเฉือนคือ 0.5 กรัม ( 2.5 กรัมกับระบบดั้งเดิม);

l อายุการใช้งานเครื่องมือขยายไปถึง 380 หลุม/ขอบ (ค่าเฉลี่ยอุตสาหกรรมคือ 120 หลุม/ขอบ)

สิทธิบัตรนี้สร้างกระบวนทัศน์ใหม่สำหรับการปราบปรามการสั่นสะเทือนในการตัดเฉือนส่วนประกอบที่มีผนังบางผ่านสามเส้นทางที่สำคัญทางเทคโนโลยี: หลายทอพอโลยีความยับยั้งชั่งใจแบบไดนามิกแบบไดนามิก, การควบคุมแบบวงปิดแบบปรับตัวและการออกแบบการทำให้หมาด ๆ แบบคอมโพสิต ตรวจสอบโดยการจำลอง Multiphysics COMSOL ระบบบรรลุการสูญเสียการสั่นสะเทือนของการสั่นสะเทือน 15dB ภายในแถบความถี่กว้างของ 2,000-5000Hz ถึงระดับการปราบปรามการสั่นสะเทือนของเครื่องจักรกลเบดเครื่องยนต์ Aero-Engine

หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมและซื้อ แบริ่งหล่อลื่นด้วยตนเอง ผลิตภัณฑ์กรุณาติดต่อ เครื่องจักร Mingxu เพื่อรับรายงานสิทธิบัตรที่สมบูรณ์: สอบถาม @MingXubearing.com .