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--熱烈祝賀我會聯辦的科普活動被中國科協評為--優秀科普活動
12月21日,中國科學技術協會辦公廳印發《關于對2020年全國科普日有關組織單位和活動予以表揚的通知》(科協辦函普字【2020】158號),江蘇省機械工程學會、南京工程學會和江蘇省學會服務中心聯辦的“2020年全國科普日暨第一屆‘天印筑夢·科普智行’”活動,被評為優秀科普活動。
根據《省科技廳關于2023年度江蘇省科學技術獎提名工作的通知》(蘇科成發〔2024〕18號)的要求,現對江蘇省機械工程學會提名的省科學技術獎(應用類)項目四進行公示。
提名獎種:江蘇省科學技術獎(應用類)
項目名稱:高性能滾珠絲杠及其進給系統主動控制關鍵技術與應用
主要完成人(排序):汪愛清、魏延嶺、馮宇、李小春、汪磊、湯文成
主要完成單位(排序):南京工藝裝備制造有限公司、東南大學
項目簡介:
高檔數控機床是智能制造關鍵工藝裝備,國家中長期規劃將“高檔數控機床與基礎制造裝備”列為國家科技重大專項。滾珠絲杠因其較高的剛性和傳動效率,廣泛應用于機床進給驅動系統。然而高檔數控機床切削速度持續提升,尤其高速切削對滾珠絲杠進給系統提出高速、高加速、低噪音要求,切削過程中激發出振動模態限制伺服帶寬并降低系統跟蹤性能,導致高性能滾珠絲杠及其進給系統研發難度大。國內制造業在這一領域尚屬空白,嚴重制約國產高性能滾珠絲杠及其進給系統趕超國外高端產品。
面向國家高端裝備發展需求,本項目研制高性能滾珠絲杠、研究高速切削環境下進給系統伺服控制、振動抑制及抗干擾主動控制及其應用,關鍵技術:
(1) 應用以應力—強度分布干涉理論(SSI)為基礎的概率設計方法,從接觸疲勞強度及接觸靜強度兩方面創新性對滾珠絲杠進給系統的可靠性進行優化。
(2) 創新地提出了多場分析與優化方法,并據此研制出高性能滾珠絲杠,提高了高速運行時的精度保持能力和疲勞壽命。
(3) 系統研究高性能滾動部件潤滑、摩擦磨損機理,揭示了滾珠絲杠副接觸表面粗糙度對潤滑性能、摩擦磨損特性的影響規律,降低了高速工況下滾珠絲杠副噪音。
(4) 結合高速滾珠絲杠進給系統動力學特性,綜合考慮外部干擾和隨機噪聲等非線性因素,構建全面描述進給系統振動特性、時變不確定性的控制模型(LPV模型),突破傳統線性控制技術魯棒性和自適應差問題,提高高速切削環境下伺服系統跟蹤精度和振動抑制能力。
(5) 開發高速滾珠絲杠進給系統試驗臺,促進應用驗證迭代提升,全面提高國產滾動功能部件精度性能指標、質量穩定性。
項目理論成果已經發表論文10篇,并獲得授權發明專利10項,授權實用新型專利12項,主持編制1項國家標準和2項行業標準。技術及目標產品總體水平居國內領先、國際先進,突破了國外壁壘,研制的高性能滾珠絲杠副已為數控五軸加工中心、精密臥式加工中心、大型龍門加工中心、精密立式加工中心和數控車削中心、精密磨床等高檔數控機床實現30000套以上配套,開發的P0級滾珠絲杠副已為精密磨削機床、高端五軸車銑復合加工中心、精密坐標鏜床等實現小批量配套。該技術及產品填補了我國高性能滾珠絲杠及其進給控制技術領域一項空白,提高中高檔數控機床及裝備的國產化配套能力,實現自主可控,替代進口,其中基于LPV的自主抗振技術,作為機床部件振動抑制的底層理論方法突破,可廣泛推廣應用于機床基礎部件的產業化生產中,擁有顯著的經濟和社會效益。
知識產權和標準規范目錄:
序 號 |
知識產權 (標準) 類別 |
知識產權 (標準) 具體名稱 |
授權號 (標準 編號) |
證書編號 (標準批 準發布部 門) |
權利人 (標準 起草單 位) |
發明人 (標準 起草人) |
1 |
專利 |
一種測試滾珠絲杠副控制方法性能的方法 |
CN201510156143.6 |
國家知識產權局 |
東南大學 |
湯文成; 包達飛; 董亮; 史培捷 |
2 |
專利 |
一種基于傳聲器陣列的滾珠絲杠副噪聲測量方法 |
ZL201510968803.0 |
國家知識產權局 |
東南大學 |
湯文成; 周建榮; 包達飛; 徐楠楠; 朱彥清 |
3 |
專利 |
一種滾珠絲杠副軸向加載裝置 |
ZL201510780224.3 |
國家知識產權局 |
東南大學 |
湯文成; 朱彥清; 包達飛; 徐楠楠; 錢智婷; 安樹陽 |
4 |
專利 |
一種基于Labview的磨削工藝系統振動測試綜合試驗平臺 |
ZL201710678045.8 |
國家知識產權局 |
東南大學 |
湯文成; 康明霞 |
5 |
專利 |
插塊式滾珠絲杠副 |
ZL200610039054.4 |
國家知識產權局 |
南京工藝裝備制造有限公司 |
汪愛清; 高乃坤; 許舜; 付彗星 |
6 |
專利 |
一種大導程內循環結構的滾珠絲杠副 |
ZL200810156082.3 |
國家知識產權局 |
南京工藝裝備制造有限公司 |
張勤; 程承; 黃育全; 李小春 |
7 |
專利 |
滾珠絲杠副的快速裝配裝置 |
ZL200910231618.8 |
國家知識產權局 |
南京工藝裝備制造有限公司 |
汪愛清; 黃育全; 李鳳嬌; 李小春 |
8 |
行業標準 |
滾珠絲杠副 滾珠螺母 安裝連接尺寸 |
JB/T 9893-2020 |
中國機械工業聯合會 |
南京工藝裝備制造有限公司 |
馮宇;劉紅艷;王東躍 |
9 |
行業標準 |
滾動功能部件可靠性及壽命 第4部分:滾珠絲杠副精度保持性試驗規范 |
JB/T 13813.4-2020 |
中國機械工業聯合會 |
南京工藝裝備制造有限公司 |
黃育全;張柏林 |
10 |
國家標準 |
滾珠絲杠副支承結構型式尺寸 |
GB/T 39961-2021 |
中國機械工業聯合會 |
南京工藝裝備制造有限公司 |
黃育全;周霞 |
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序號 |
論文論著名稱 /刊名/作者 |
年卷頁碼 (XX年XX 卷XX頁) |
發表時間 (年月日) |
通訊作者 |
第一作者 |
他引總次數 |
檢索數據庫 |
是否中文論著 或國內期刊 |
1 |
Adaptive backstepping sliding mode control of flexible ball screw drives with time-varying parametric uncertainties and disturbances, ISA Transactions, Liang Dong and Wencheng Tang |
53(1): 110-116 |
2014.1 |
Liang Dong |
Liang Dong |
61 |
WOS |
否 |
2 |
Interpolating gain-scheduled H-infinity loop shaping design for high speed ball screw feed drives, ISA Transactions, Liang Dong, Wencheng Tang, Dafei Bao |
55: 219-226 |
2015.3 |
Liang Dong |
Liang Dong |
18 |
WOS |
否 |
3 |
Dynamic sliding mode control for nonlinear parameter-varying systems, Yanling Wei, H. Kairmi |
31(17): 8408-8419 |
2021.4 |
Yanling Wei |
Yanling Wei |
8 |
WOS |
否 |
4 |
New results on sampled-data output-feedback control of linear parameter-varying systems, Yanling Wei, H. Kairmi, and S. Yang |
32(9): 5070-5085 |
2022.3 |
Yanling Wei |
Yanling Wei |
5 |
WOS |
否 |
5 |
Hybrid modeling and analysis of structural dynamic of a ball screw feed drive system, Mechanics, Liang Dong and Wencheng Tang |
19(3):316– 323 |
2013.7 |
Liang Dong |
Liang Dong |
23 |
WOS |
否 |
代表性論文論著目錄
上述項目公示時間:2024.2.29-2024.3.6,對上述公示內容有異議的單位或個人請在公示期內實名提出書面情況說明,寫明異議內容,并應署其姓名、工作單位、聯系地址。超出期限的異議不予受理。
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聯系人:羅海霞
聯系電話:13851833694
郵箱:JSMESunite@VIP.163.com
江蘇省機械工程學會
2024.2.29