圆弧导轨基座是弯管内表面加工装置的主要承力部件,其结构和刚性决定着装置加工管道内表面时的尺寸和形状精度。考虑到圆弧导轨基座结构的特殊性以及所受的复杂空间外载荷力系,采用基于单纯扭转理论的曲线梁结构力学解法对圆弧导轨基座进行刚度设计,从而得出满足要求的基座截面尺寸与形状;针对其所受的复杂的空间外载荷力系使基座产生弯、扭、剪综合效应从而用理论公式难以校核的问题,利用力平移定理进行简化并建立装置的静力学模型,再用有限元软件Workbench进行极限外载荷工况下刚度与强度校核。经过静力学分析,用上述方法设计出的圆弧导轨基座在极限工况下的刚度与强度均符合要求。

目前企业在铆接大型轴承实体保持架的过程中由于采用手动铆接技术使得铆接过程经常出现毛刺、对中性差等问题,导致合格率较低。针对上述问题,设计了一种具有找正铆钉功能的新型双头卧式摆碾铆接机。分析了铆接机的工作流程并依据铆钉参数进行了铆接力及动力头参数计算,其中铆钉最大直径为准10mm,最小铆接力大小为Fmin=11643N。对电机受力进行了计算及有限元静力学分析,结果表明电机支架在铆接力最大应力为σmax=10.895MPa,最大形变量为δmax=0.0408MPa。设备的机械强度设计满足生产要求,机架设计合理可靠。

轴承的振动检测是轴承生产检测中的重要环节,轴承振动检测仪是轴承振动检测的重要检测仪器。根据2010年4月起实施的新的滚动轴承振动测量方法,针对测量最大外径为200mm的深沟球轴承振动检测仪主轴系统轴向承载能力不足问题,基于经典流体力学公式,对其主轴系统中的关键部件液体静压推力轴承进行了详细设计与计算。所设计的推力轴承在最大轴向载荷990N作用时,轴向位移为2.6μm。在空载静止满足条件基础上,运用模拟仿真软件FLUENT对所设计的结构进行仿真分析,得出随主轴转速的提高油膜刚度程线性增加,而流量不随主轴转速的提高而改变。进一步分析得知,环形油腔推力轴承在主轴旋转时其动压效应主要产生在油腔及内外缘出油间隙处。该液体静压推力轴承,设计合理可靠,可供同类别产品主轴系统提供设计参考。

面向第三代核电主管道,根据其结构特征设计了一种内置导轨主管道内表面加工装置。采用计算机辅助设计和模块化设计的现代设计方法,将铣削头置于弯管内部,依据沿导轨进给铣削加工的思想,划分了可实现该方案的各个功能模块并具体设计,包括传动模块、运动模块、导轨模块、定位模块以及动力模块等。铣削头内置沿导轨铣削加工的设计可以有效地避免核电主管道弯管加工中出现的干涉与切削状态不均匀问题,为大长径比弯管内表面机加工提供一种可行的方案。