高速电主轴少量脂润滑技术研究

发布时间：2017-10-10 10:26

  本文关键词：高速电主轴少量脂润滑技术研究

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【摘要】：高速电主轴摆脱了传统驱动结构的中间传动环节,由内装式电动机直接驱动,满足了高速切削对机床的“高转速、高精度、高可靠性和小振动”的要求,广泛应用于高速加工技术中;脂润滑轴承具有结构简单、维护方便、成本低、密封等优点,高速运转的轴承滚动体和套圈只需极少量的润滑脂就能形成足够的油膜,流体动力摩擦损失小,保持很低的工作温度,普遍应用于高速电主轴润滑系统。少量脂润滑的高速轴承填脂量过多,搅油发热严重,造成轴承温度过高;填脂量过少,在滚动体与套圈之间不能形成足够的油膜,摩擦磨损严重,振动加剧,降低主轴精度,缩短主轴寿命。因此研究高速电主轴少量润滑技术对提高高速电主轴的使用性能具有重要的意义。首先针对高速轴承少量脂润滑因磨损或温度过高发黑,润滑脂泄漏等现象分析失效原因,认为高速润滑脂的触变性能和抗磨性能差,导致温度升高,润滑脂流失,摩擦磨损严重,因此开展高速润滑脂性能研究。按照润滑脂选用原则选择轴承用高速润滑脂(KLUBER ISOFLEX NBU15、FAG SPEED2,6(L75)、L252、LGLT2),对所选定的高速润滑脂,参照国家标准使用标准仪器进行触变性能、抗磨性能、减摩性能和极压性能试验。结果显示L252在80℃以下触变性能、抗磨性能和减摩性能最好,极压性能中等,综合性能高于同类产品;对含有2%~6%的抗磨极压添加剂(T361A)的高速润滑脂KLUBER ISOFLEX NBU15进行抗磨试验,结果表明添加剂含量在6%时抗磨性能和减摩性能提高最多。其次针对少量脂润滑的高速轴承套圈发生严重塑性变形和套圈表面磨损严重的现象进行分析,认为一方面由于润滑脂的成膜厚度不足以隔开两接触金属表面,造成摩擦面直接接触,摩擦磨损严重;另一方面由于流体动压润滑接触区的接触应力太大,超过了润滑油膜的承载能力或者轴承材料的承载能力造成套圈严重塑性变形,因此开展高速润滑脂在高速条件下润滑状态分析和接触区域应力分析。利用等温热_>流润滑理论对四种高速润滑脂在DGZ-60E高速工况下的润滑状态进行预测,结果表明:四种高速润滑脂的润滑油膜具有足够的承载能力,而在高速(30000r/min以上)时润滑油膜的最大应力接近甚至超过套圈材料的屈服应力,给套圈变形造成了极大的风险,L252在给定工况条件下均处于全膜润滑状态,润滑状态最好。最后针对少量脂润滑的高速轴承温度升高,振动加大的问题,进行填脂量试验,分析润滑脂填脂量对轴承的温度、力矩和振动造成的影响。利用自行研制的高速轴承试验台和BRG3000力矩试验台,对试验轴承FAG HCS7003-C-T-P4S-UL进行振动、温度和力矩试验。通过不同填脂量的轴承性能试验结果表明:跑合过程使润滑脂在轴承中重新分布,排挤到滚道外的润滑脂可以作为“油槽”,补给运转过程中润滑脂的消耗;在给定试验条件下填脂量0.25g时轴承的综合性能较好。在填脂量0.25g时对四种高速润滑脂进行轴承性能试验表明:综合考虑润滑脂的在高温下的性能和润滑脂在轴承中的性能,L252的综合性能最好。
【关键词】：高速电主轴 少量脂润滑 性能 润滑状态 不同填脂量
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG502.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 课题来源10
• 1.2 课题研究背景及意义10-11
• 1.3 高速电主轴润滑技术研究现状11-20
• 1.3.1 国内外高速电主轴润滑技术研究现状11-12
• 1.3.2 润滑脂性能研究12-14
• 1.3.3 润滑脂最小油膜厚度计算分析14-17
• 1.3.4 轴承润滑脂填脂量研究17-20
• 1.4 本文主要研究内容20-22
• 第2章 高速润滑脂性能筛选试验研究22-41
• 2.1 引言22
• 2.2 高速润滑脂的选择22-24
• 2.3 润滑脂性能指标评估方法和仪器设备24-26
• 2.4 不同温度下四种高速润滑脂触变性能试验26-29
• 2.4.1 润滑脂触变性试验原理26-27
• 2.4.2 四种高速润滑脂触变性能对比27-29
• 2.5 小剪切速率下四种高速润滑脂的流变性能测试29-30
• 2.6 温度对四种高速润滑脂减摩和抗磨性能影响的研究30-34
• 2.6.1 润滑脂抗磨性能试验原理30-31
• 2.6.2 试验参数和步骤31-32
• 2.6.3 四种高速润滑脂的减摩性能对比32
• 2.6.4 四种高速润滑脂的抗磨性能对比32-34
• 2.7 四种高速润滑脂极压性能试验34-37
• 2.7.1 润滑脂极压试验原理34-35
• 2.7.2 试验操作步骤35
• 2.7.3 试验结果分析35-37
• 2.8 含抗磨极压添加剂的高速润滑脂性能实验37-39
• 2.8.1 试验设置37
• 2.8.2 T361A添加量对K LUBER减磨性能的影响37-38
• 2.8.3 T361A添加量对K LUBER抗磨性能的影响38-39
• 2.9 本章小结39-41
• 第3章 脂润滑轴承高速润滑状态分析41-55
• 3.1 引言41
• 3.2 DGZ-60E轴承主摩擦面性能分析41-46
• 3.2.1 仿真参数设置41-44
• 3.2.2 仿真结果与分析44-46
• 3.3 高速工况条件下的润滑状态分析46-54
• 3.3.1 润滑状态临界油膜厚度47-49
• 3.3.2 润滑状态分析49-54
• 3.4 本章小结54-55
• 第4章 少量脂润滑轴承的综合性能试验55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 高速轴承试验台简介55-56
• 4.3 填脂量和跑合方案的确定56-57
• 4.3.1 轴承填脂量确定56-57
• 4.3.2 轴承跑合方案确定57
• 4.4 不同填脂量下轴承性能试验57-64
• 4.4.1 试验步骤57-58
• 4.4.2 填脂量对轴承温度和轴承力矩的影响58-60
• 4.4.3 填脂量对轴承振动性能的影响60-64
• 4.5 四种高速润滑脂轴承性能试验64-68
• 4.6 本章小结68-69
• 结论69-71
• 参考文献71-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王晓力,桂长林,朱廷彬,梁会芳;国产润滑脂流变参数的确定与研究[J];摩擦学学报;1997年03期

2 许俊;徐楠;王晓波;刘维民;;冰水浴和自然冷却条件下锂基润滑脂的流变学性能[J];摩擦学学报;2013年04期

3 周维贵;郭小川;蒋明俊;郭婉晴;;基于聚-α烯烃油的锂基润滑脂流变性[J];后勤工程学院学报;2014年02期

4 周延yP,李中行;电主轴技术讲座 第二讲 电主轴的基本参数与结构(二)[J];制造技术与机床;2003年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 于玫;轿车轮毂轴承热弹流体动力脂润滑分析[D];华南理工大学;2011年

2 王德帅;考虑轴承磨配间隙的高速电主轴静动态特性分析[D];哈尔滨工业大学;2014年

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本文编号：1005835