动静压差动转台运动平稳性分析及实验研究
发布时间：2020-03-19 05:30
【摘要】：转台在机械加工行业中被广泛的应用,其中最为人知的应用领域是在机床上。转台的运行情况会对机床本身的运行平稳性产生很大的影响。而机床能否在低速下平稳运行将决定着加工出来的工件的品质。在国家鼓励企业发展高精尖设备的大背景下,社会各界也逐渐提高了对制造行业的要求。为了提高机床的加工性能,对其关键组成部分的转台进行更深入的研究显得尤为重要。普通静压转台是通过给转台提供足够大的油压来撑起工作台工作的,这样转台的承载力就受到供油压力的限制,并且由于工作台转速较慢,液压油流动性差,这样会使转台工作时产生的热量不能被及时带走而在转台内聚集,影响转台的工作性能。为了解决以上问题,课题组老师设计出一种兼具动压和静压特点的新型转台。这种新型转台是在传统转台的基础上增加一个中盘。转台工作时,利用中盘的高速旋转产生的动压效应来提高转台的承载能力,并且中盘的高速旋转会加速液压油在转台里的流动,及时把转台产生的热量带走,达到提升转台性能的效果。本文对此新型转台进行研究,建立了转台的运动模型,计算了其静动特性,并通过实验研究了转台在不同的工作条件下的运动规律。详细的工作如下:首先,概述了该动静压差速转台的主要结构及参数,讲述了该转台的运行机理,简化了转台模型并根据力学知识建立了上盘运动的数学公式。利用该数学公式计算出转台不发生爬行的最小转速以及上盘转速与工况参数的关系。其次,对中盘上表面的动压油楔区域进行坐标变换,将动压油楔区域变换成扇形区域以便简化该区域的油膜厚度方程。推导出了该动压油楔区域柱坐标下的雷诺方程,经过差分迭代求出求出该区域的油膜压力分布状况。利用转台的流量平衡计算出不同工况下的流量等。再次,推导出油膜的擦力矩计算公式,并根据求解出的油膜压力计算出油膜的摩擦力矩。分析了转台的供油压力、转速和载荷对摩擦力矩的影响影响情况。提出了计算转台运动速度的方法,并利用MATLAB仿真分析了转台在不同工作条件下的运动情况。最后,利用实验研究分析了新型转台周向运动的平稳性。通过对固定在工作台上表面且与工作台同心的光栅进行数据采集,对采集到的数据利用中值滤波去除噪声,根据已知的光栅栅距和时间信息得到工作台的实际速度曲线,然后将工作台的实际运动速度与其设定的转速进行比照,得到工作台的运动信息;通过比较转速的等效方差,分析了工作台转速、中盘转速对转台周向运动平稳性的影响。
【图文】：
２引言逡逑台运动的平稳性不仅影响着工件的性能，也影响着机床的使用寿命。技术的长足进步，人们对高精尖等精密设备的需求逐渐增强，这就要的设备必须有足够的加工精度。对于转台而言，影响其加工精度的主就是运动的平稳性。当转台高速转动时，其速度相对比较稳定，当转时，，摩擦力的变化会导致转台转速的严重波动，也就是人们常说的爬此进一步研究转台的爬行现象很有必要。逡逑台结构逡逑文所研宄的对象是一种大型精密动静压差速转台，其结构示意图如示，它在结构上和传统的转台有所不同。这种新型动静压差速转台由中盘４、及底座５组成。逡逑N邋Ｌ逦上！逡逑
逦ｆ逡逑图２－２几种爬行物理模型逡逑上图２－２中ａ图是气缸系统的爬行模型，ｂ图是导轨系统的爬行模型。其他逡逑几种也是不同场景下的爬行模型，这里就不一一列举。如果按照爬行模型的简易逡逑程度进行分类，上述六种模型可以分为单自由度模型和二自由度模型。上图中的逡逑图２－２ａ，图２－２ｂ，图２－２ｃ，图２－２ｄ为单自由度模型，图２－２ｅ，图２－２ｆ为二自由逡逑度模型。其实现实生活中还有多自由度模型，由于多自由度模型过于复杂，这里逡逑暂且不予讨论。逡逑对上图２－２中的六种爬行物理模型进行力学分析都可以得到各自的数学模逡逑型，进而分析出爬行情况以及不同参数对爬行的影响情况，但是这六种物理模型逡逑不能够用于对转台爬行问题进行研宄。上述六种爬行模型都是基于机械系统直线逡逑运动情况而建立的，与本课题研[偠韵蟮脑硕问接凶疟局实牟煌１究翁獾难绣义暇慷韵笫亲ǎㄔ诠ぷ鞯氖焙蚴窃谧模哉攵哉庵智榭觯颐怯斜匾义辖⒁恢中碌奈锢砟Ｐ屠炊宰ǖ呐佬薪醒绣场ｅ义嫌桑玻澹承〗诳芍究翁馑芯康淖ㄊ怯傻缁峁┒
本文编号：2589779
【图文】：
２引言逡逑台运动的平稳性不仅影响着工件的性能，也影响着机床的使用寿命。技术的长足进步，人们对高精尖等精密设备的需求逐渐增强，这就要的设备必须有足够的加工精度。对于转台而言，影响其加工精度的主就是运动的平稳性。当转台高速转动时，其速度相对比较稳定，当转时，，摩擦力的变化会导致转台转速的严重波动，也就是人们常说的爬此进一步研究转台的爬行现象很有必要。逡逑台结构逡逑文所研宄的对象是一种大型精密动静压差速转台，其结构示意图如示，它在结构上和传统的转台有所不同。这种新型动静压差速转台由中盘４、及底座５组成。逡逑N邋Ｌ逦上！逡逑
逦ｆ逡逑图２－２几种爬行物理模型逡逑上图２－２中ａ图是气缸系统的爬行模型，ｂ图是导轨系统的爬行模型。其他逡逑几种也是不同场景下的爬行模型，这里就不一一列举。如果按照爬行模型的简易逡逑程度进行分类，上述六种模型可以分为单自由度模型和二自由度模型。上图中的逡逑图２－２ａ，图２－２ｂ，图２－２ｃ，图２－２ｄ为单自由度模型，图２－２ｅ，图２－２ｆ为二自由逡逑度模型。其实现实生活中还有多自由度模型，由于多自由度模型过于复杂，这里逡逑暂且不予讨论。逡逑对上图２－２中的六种爬行物理模型进行力学分析都可以得到各自的数学模逡逑型，进而分析出爬行情况以及不同参数对爬行的影响情况，但是这六种物理模型逡逑不能够用于对转台爬行问题进行研宄。上述六种爬行模型都是基于机械系统直线逡逑运动情况而建立的，与本课题研[偠韵蟮脑硕问接凶疟局实牟煌１究翁獾难绣义暇慷韵笫亲ǎㄔ诠ぷ鞯氖焙蚴窃谧模哉攵哉庵智榭觯颐怯斜匾义辖⒁恢中碌奈锢砟Ｐ屠炊宰ǖ呐佬薪醒绣场ｅ义嫌桑玻澹承〗诳芍究翁馑芯康淖ㄊ怯傻缁峁┒
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