高速轧辊磨床动静压轴承的优化设计及其油膜特性数值研究

发布时间：2017-12-22 11:39

  本文关键词：高速轧辊磨床动静压轴承的优化设计及其油膜特性数值研究　出处：《贵州大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着现代工业和科学技术的高速发展,对高性能的科技产品的零件加工精度、加工效率、工程指标完成度和大规模生产的稳定性等提出了更高的要求,先进的磨削加工技术也因此开始走入人们的视野。高速磨削技术作为科学技术发展的必然产物,加速促进了现代精密加工技术的发展。高速磨削是近年迅猛发展的一项先进制造技术,它从某种程度上突出反映了一个国家的工业实力与创新能力,也是一个国家综合国力的体现。动静压轴承作为高速轧辊磨床最为广泛应用的轴承结构之一,因其综合了静压轴承和动压轴承两种轴承的优点,在现代工业领域尤其是高速精密大型机床行业具有广阔的前景。本文针对一种新型的用于高速轧辊磨床上的动静压轴承,开展了如下的研究工作:为了改善该动静压轴承的结构和使用性能,以单位承载量下的总功率损失最小作为目标函数,采用遗传优化算法对该轴承进行了优化设计。优化结果表明该轴承不仅结构尺寸得到减小,而且一些主要性能参数均得到有效改善,从而,通过优化设计,不仅减小了该轴承的制造成本,而且其综合性能亦得到明显提高。为了分析所设计动静压轴承在工况下的运行情况,采用Fluent流体动力学软件对其进行了仿真分析。首先通过SoildWorks三维软件对轴承油膜结构进行建模,再使用ICEM CFD有限元划分软件对其进行网格划分。在网格划分的过程中,比较四面体网格与六面体网格在处理油膜结构时的优劣,从而进一步优化网格结构。在此基础上,计算与确定了各种仿真参数,并设定了边界条件。为了研究工作参数对轴承性能所产生的影响,通过分别仿真对比在不同转速以及不同供油压力下轴承油膜的压力分布、温度分布、流动性能的变化规律。随着转速的增加,油膜的压力和温升提高,但是压力和温度分布变化并不明显,这表明轴承结构合理,在工况下运行稳定。同时对不同供油压力下的油膜温升情况进行了分析,随着供油压力的提高,油液流动性能增强,泄油量增加,整体油膜温度下降。通过Fluent仿真分析确定适用于砂轮线速度为80m/s的高速轧辊磨床的轴承转速为1500r/m,供油压力为5Mpa。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG595.4

【参考文献】

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本文编号：1319343