极端工况下静压回转工作台热特性研究

发布时间：2020-06-19 12:55

【摘要】：由于液体静压回转工作台具有功耗低,寿命长,运行稳定,精度高等一些列优点,已成为大型数控装备的核心部件。近年来随着科学技术的不断进步,对于机床加工精度、加工尺寸、加工速度以及承载能力等方面都提出了越来越高的要求。但是在极端工况下静压回转工作台热变形明显,因为极端工况下油膜发热量大温升高,会导致工作台温度不均匀变化,进而使工作台发生热变形。此外在不同的极端工况下静压回转工作台的对流换热不相同,这进一步导致工作台的不均匀变形。所以极端工况下回转工作台热特性的研究对提高加工精度很有必要。本文以“齐重数控装备股份有限公司”所使用的静压回转工作台为研究对象,首先对其工作原理及双矩形腔油垫结构的流量、承载能力、油膜厚度关系进行理论推导计算,以推导的理论关系为基础建立三维模型,并对其模型进行网格划分。并且计算了极端工况下载荷与转速的匹配关系,并以此设定初始条件进行数值模拟仿真,得到不同极端工况下的压力场与温度场云图。接着具体分析推导了泵功率损耗与摩擦功率两种产热方式,运用热传导理论计算出不同极端工况下的工作台放热系数,以数值仿真的油膜温度场和压力场为体载荷利用ANSYS WORKBENCH对旋转工作台和底座进行整体变形分析。在齐重数控装备股份有限公司进行实验验证,以立式静压车床为研究对象,搭建水平尺对0t和12t下不同转速下的油膜厚度、温度、压力和工作台变形分别作了实验。最终验证模拟数据的准确性,得到结果。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG659
【图文】：

结构图,回转工作台,静压,结构图

第1章绪论来源题来源于国家自然科学基金“极端工况油垫可倾式静压推力轴承压效应研究”(编号：51375123)和“静压推力轴承高速重载效应及究”(编号：51075106)。以齐重数控装备股份有限公司所使用的静为研究对象，揭示产热的机理，研究工作台热特性从而实现极端转工作台的高精度稳定运行。的目的和意义静压回转工作台具有运行精度高，功耗低，吸振性能好，工作寿好等特点，已成国家重点行业领域大型数控装备的核心部件，如压回转工作台的整体结构。随着科学技术的不断进步，对于机床工尺寸、加工速度以及承载能力等方面的要求越来越高。

温度分布,温度场,对轴,瞬态过程

压轴承油腔数目和倾斜度对轴承温度影响的规律[5,6]。YamaguchiA 在使用 90 多个热电偶对单油孔轴颈轴承温度分布进行测量后，得到了温度场的分布规律，提出轴承润滑理论中在对非线性油膜力进行求解前需要先对轴承热平衡进行综合分析[7]。Nelias D，Antaluca E 和 Boucly V 先是针对轴承内部瞬态过程的温度分布进行了实验测试，分析了载荷和速度对轴承温度和摩擦力的影响[8]。随后Seok-Il Kim 等人利用有限元法对径向圆轴承的热瞬态过程进行了研究，同时对这一过程进行了实验验证[9]。温度长如图 1-2 和图 1-3。

【参考文献】