液体静压转台系统油膜工作性能分析

发布时间：2021-03-10 06:48

　　重载、大型、高速、精密、自动化、多功能的加工机床具有尺寸大、重量大、精度高等特点,是未来机床的发展趋势,其对结构、环境、控制等都提出了更高的要求。应用流体润滑技术的静压机床中,油膜的工作性能的优劣直接影响到整个机床运行的可靠性、寿命和经济指标。本文以液体静压转台系统为研究对象,对油膜的工作性能进行了分析。建立了模拟液体静压转台内部三维流动的数学模型及边界条件,利用CFD原理,选用层流模型,数值研究了粘度和温—粘、压—粘关系对粘度的改变、圆形油腔几何特征对油膜工作性能的影响,并对比分析了牛顿流体和非牛顿流体工作性能的不同。具体内容为:（1）分析计算了润滑油粘度对液体静压转台系统承载力及刚度的影响。在工作环境、油腔的几何尺寸等不变的条件下,随着润滑油粘度的增加,液体静压转台系统承载能力及刚度都逐渐增大;随着润滑油粘度的增加,油腔内的温升也相应增加。（2）引入温—粘特性,分析了温度对液体静压转台系统承载力及刚度的影响。温-粘特性在很大程度上影响油腔内的承载能力、刚度和温升,在数值计算及工程设计中,不能忽略环境温度及液压机床自身摩擦生热对润滑油粘度的影响。（3）引入压—粘特性,分析了压力对润滑... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

液体静压转台工作原理示意图

第 3 章 粘度对液体静压转台系统工作性能影响的数值研究第 3 章 粘度对液体静压转台系统工作性能影响的数值研究3.1 引言液体静压支承系统是靠外部供给恒定压力或恒定流量的润滑油，在油腔与工作转台之间建立静压承载油膜，使工作转台从起动到停止始终悬浮在高压油膜之上，与下部承台之间处于完全液体摩擦状态。高压油膜除减少摩擦磨损外，更重要的是为液体静压支承系统提供承载力和刚度。按照供油方式的不同，可以分为定量供油和定压供油两种。利用专用的供油装置，将具有一定压力的润滑油供入静压油腔内，形成具有压力的润滑油层，承受上部工作转台的自重以及外加荷载。图 3-1 为液体静压转台工作原理示意图，润滑油由进油孔进入油腔，通过周边的封油边流出，封油边处润滑油的高度 h 即为油膜厚度。图 3-2 为单个油腔形状示意图，1R 为油腔内径，2R 为油腔外径，t 为油腔内深度。

第 3 章 粘度对液体静压转台系统工作性能影响的数值研究的建立、计算假设及数学模型和参数的选取。模型的建立3 和图 3-4 分别为单个圆形油腔示意图和计算中采用的几何中截取 30°角的扇形体作为计算模型，通过将扇形两侧面设，实现对三维整体圆形油腔的数值计算。尺寸为：油腔内径为 6cm，封油边宽度为 2cm，油腔腔内深度径为 1.5mm，封油边的厚度为 0.05mm，计算得油腔的有效支89cm2。

【参考文献】：
期刊论文
[1]表面粗糙纹理对非牛顿热弹流润滑性能的影响[J]. 杨志强,崔金磊,杨沛然.  润滑与密封. 2008(04)
[2]大尺寸静压轴承温度场数值模拟[J]. 张艳芹,邵俊鹏,倪世钱.  中国机械工程. 2008(05)
[3]基于区域分解法的纹理表面流体润滑分析——纹理分布模式的影响[J]. 刘红彬,孟永钢.  摩擦学学报. 2007(06)
[4]液体静压导轨支承油膜的有限元分析[J]. 卢华阳,孙首群.  机床与液压. 2007(10)
[5]表面形貌在乏油润滑时的最大静摩擦力研究[J]. 韩中领,汪家道,陈大融.  润滑与密封. 2007(09)
[6]规则形貌作用下非牛顿流体润滑的数值分析[J]. 陈皓生,李永健,陈大融,汪家道.  机械工程学报. 2007(08)
[7]不同凹坑深度在乏油润滑状态下的减阻实验[J]. 韩中领,汪家道,陈大融.  润滑与密封. 2007(03)
[8]非牛顿介质中图形化表面对减阻效果的影响[J]. 李笑迪,陈皓生,陈大融,汪家道.  润滑与密封. 2007(01)
[9]普通导轨表面微观凹坑润滑的数值模拟和试验研究[J]. 高飞,顾磊.  煤矿机械. 2006(07)
[10]表面形貌在面面接触乏油状态下的减阻效果实验[J]. 韩中领,汪家道,陈大融.  润滑与密封. 2006(07)

博士论文
[1]微纳米间隙流动的边界滑移及其流体动力学研究[D]. 马国军.大连理工大学 2007
[2]考虑温粘热效应的滑动轴承非线性油膜力模型研究及其应用[D]. 刘大全.复旦大学 2005



本文编号：3074244