根據(jù)《省科技廳關(guān)于2023年度江蘇省科學(xué)技術(shù)獎提名工作的通知》(蘇科成發(fā)〔2024〕18號)的要求,現(xiàn)對江蘇省機(jī)械工程學(xué)會提名的省科學(xué)技術(shù)獎(應(yīng)用類)項目四進(jìn)行公示。
提名獎種:江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(應(yīng)用類)
項目名稱:高性能滾珠絲杠及其進(jìn)給系統(tǒng)主動控制關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)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(xué)
項目簡介:
高檔數(shù)控機(jī)床是智能制造關(guān)鍵工藝裝備,國家中長期規(guī)劃將“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)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(yīng)用于機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)。然而高檔數(shù)控機(jī)床切削速度持續(xù)提升,尤其高速切削對滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)提出高速、高加速、低噪音要求,切削過程中激發(fā)出振動模態(tài)限制伺服帶寬并降低系統(tǒng)跟蹤性能,導(dǎo)致高性能滾珠絲杠及其進(jìn)給系統(tǒng)研發(fā)難度大。國內(nèi)制造業(yè)在這一領(lǐng)域尚屬空白,嚴(yán)重制約國產(chǎn)高性能滾珠絲杠及其進(jìn)給系統(tǒng)趕超國外高端產(chǎn)品。
面向國家高端裝備發(fā)展需求,本項目研制高性能滾珠絲杠、研究高速切削環(huán)境下進(jìn)給系統(tǒng)伺服控制、振動抑制及抗干擾主動控制及其應(yīng)用,關(guān)鍵技術(shù):
(1) 應(yīng)用以應(yīng)力—強(qiáng)度分布干涉理論(SSI)為基礎(chǔ)的概率設(shè)計方法,從接觸疲勞強(qiáng)度及接觸靜強(qiáng)度兩方面創(chuàng)新性對滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行優(yōu)化。
(2) 創(chuàng)新地提出了多場分析與優(yōu)化方法,并據(jù)此研制出高性能滾珠絲杠,提高了高速運(yùn)行時的精度保持能力和疲勞壽命。
(3) 系統(tǒng)研究高性能滾動部件潤滑、摩擦磨損機(jī)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(guī)律,降低了高速工況下滾珠絲杠副噪音。
(4) 結(jié)合高速滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)動力學(xué)特性,綜合考慮外部干擾和隨機(jī)噪聲等非線性因素,構(gòu)建全面描述進(jìn)給系統(tǒng)振動特性、時變不確定性的控制模型(LPV模型),突破傳統(tǒng)線性控制技術(shù)魯棒性和自適應(yīng)差問題,提高高速切削環(huán)境下伺服系統(tǒng)跟蹤精度和振動抑制能力。
(5) 開發(fā)高速滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)試驗臺,促進(jìn)應(yīng)用驗證迭代提升,全面提高國產(chǎn)滾動功能部件精度性能指標(biāo)、質(zhì)量穩(wěn)定性。
項目理論成果已經(jīng)發(fā)表論文10篇,并獲得授權(quán)發(fā)明專利10項,授權(quán)實用新型專利12項,主持編制1項國家標(biāo)準(zhǔn)和2項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)及目標(biāo)產(chǎn)品總體水平居國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn),突破了國外壁壘,研制的高性能滾珠絲杠副已為數(shù)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(shù)控車削中心、精密磨床等高檔數(shù)控機(jī)床實現(xiàn)30000套以上配套,開發(fā)的P0級滾珠絲杠副已為精密磨削機(jī)床、高端五軸車銑復(fù)合加工中心、精密坐標(biāo)鏜床等實現(xiàn)小批量配套。該技術(shù)及產(chǎn)品填補(bǔ)了我國高性能滾珠絲杠及其進(jìn)給控制技術(shù)領(lǐng)域一項空白,提高中高檔數(shù)控機(jī)床及裝備的國產(chǎn)化配套能力,實現(xiàn)自主可控,替代進(jìn)口,其中基于LPV的自主抗振技術(shù),作為機(jī)床部件振動抑制的底層理論方法突破,可廣泛推廣應(yīng)用于機(jī)床基礎(chǔ)部件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中,擁有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
知識產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范目錄:
序 號
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知識產(chǎn)權(quán)
(標(biāo)準(zhǔn)) 類別
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知識產(chǎn)權(quán)
(標(biāo)準(zhǔn)) 具體名稱
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授權(quán)號
(標(biāo)準(zhǔn) 編號)
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證書編號
(標(biāo)準(zhǔn)批 準(zhǔn)發(fā)布部 門)
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權(quán)利人
(標(biāo)準(zhǔn) 起草單 位)
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發(fā)明人
(標(biāo)準(zhǔn) 起草人)
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1
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專利
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一種測試滾珠絲杠副控制方法性能的方法
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CN201510156143.6
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國家知識產(chǎn)權(quán)局
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東南大學(xué)
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湯文成; 包達(dá)飛; 董亮; 史培捷
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2
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專利
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一種基于傳聲器陣列的滾珠絲杠副噪聲測量方法
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ZL201510968803.0
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國家知識產(chǎn)權(quán)局
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東南大學(xué)
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湯文成; 周建榮; 包達(dá)飛; 徐楠楠; 朱彥清
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3
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專利
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一種滾珠絲杠副軸向加載裝置
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ZL201510780224.3
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國家知識產(chǎn)權(quán)局
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東南大學(xué)
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湯文成; 朱彥清; 包達(dá)飛; 徐楠楠; 錢智婷; 安樹陽
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4
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專利
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一種基于Labview的磨削工藝系統(tǒng)振動測試綜合試驗平臺
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ZL201710678045.8
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國家知識產(chǎn)權(quán)局
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東南大學(xué)
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湯文成; 康明霞
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5
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專利
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插塊式滾珠絲杠副
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ZL200610039054.4
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國家知識產(chǎn)權(quán)局
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南京工藝裝備制造有限公司
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汪愛清; 高乃坤; 許舜; 付彗星
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6
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專利
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一種大導(dǎo)程內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠副
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ZL200810156082.3
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國家知識產(chǎn)權(quán)局
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南京工藝裝備制造有限公司
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張勤; 程承; 黃育全; 李小春
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7
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專利
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滾珠絲杠副的快速裝配裝置
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ZL200910231618.8
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國家知識產(chǎn)權(quán)局
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南京工藝裝備制造有限公司
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汪愛清; 黃育全; 李鳳嬌; 李小春
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8
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行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
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滾珠絲杠副 滾珠螺母 安裝連接尺寸
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JB/T 9893-2020
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中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會
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南京工藝裝備制造有限公司
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馮宇;劉紅艷;王東躍
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9
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行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
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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(guī)范
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JB/T 13813.4-2020
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中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會
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南京工藝裝備制造有限公司
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黃育全;張柏林
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10
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國家標(biāo)準(zhǔn)
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滾珠絲杠副支承結(jié)構(gòu)型式尺寸
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GB/T 39961-2021
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中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會
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南京工藝裝備制造有限公司
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黃育全;周霞
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序號
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論文論著名稱
/刊名/作者
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年卷頁碼
(XX年XX 卷XX頁)
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發(fā)表時間
(年月日)
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通訊作者
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第一作者
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他引總次數(shù)
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檢索數(shù)據(jù)庫
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是否中文論著 或國內(nèi)期刊
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1
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Adaptive backstepping sliding mode control of flexible ball screw drives with time-varying parametric uncertainties and disturbances, ISA Transactions, Liang Dong and Wencheng Tang
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53(1): 110-116
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2014.1
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Liang Dong
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Liang Dong
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61
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WOS
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否
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2
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Interpolating gain-scheduled H-infinity loop shaping design for high speed ball screw feed drives, ISA Transactions, Liang Dong, Wencheng Tang, Dafei Bao
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55: 219-226
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2015.3
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Liang Dong
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Liang Dong
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18
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WOS
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否
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3
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Dynamic sliding mode control for nonlinear parameter-varying systems, Yanling Wei, H. Kairmi
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31(17): 8408-8419
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2021.4
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Yanling Wei
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Yanling Wei
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8
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WOS
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否
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4
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New results on sampled-data output-feedback control of linear parameter-varying systems, Yanling Wei, H. Kairmi, and S. Yang
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32(9): 5070-5085
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2022.3
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Yanling Wei
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Yanling Wei
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5
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WOS
|
否
|
5
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Hybrid modeling and analysis of structural
dynamic of a ball screw feed drive system, Mechanics, Liang Dong and Wencheng Tang
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19(3):316– 323
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2013.7
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Liang Dong
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Liang Dong
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23
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WOS
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否
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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(nèi)容有異議的單位或個人請在公示期內(nèi)實名提出書面情況說明,寫明異議內(nèi)容,并應(yīng)署其姓名、工作單位、聯(lián)系地址。超出期限的異議不予受理。
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聯(lián)系人:羅海霞
聯(lián)系電話:13851833694
郵箱:JSMESunite@VIP.163.com
江蘇省機(jī)械工程學(xué)會
2024.2.29