DVT1000立式车床静压支承油膜瞬态温升特性研究

发布时间：2020-10-14 15:58

　　 静压支承是DVT1000立式车床的关键部件之一,在实际加工过程中,随着工作台的旋转,静压支承油膜表面受到压差流、剪切流及惯性流的共同作用,使油膜表面温度逐渐升高,油膜粘度受到影响,导致油膜厚度逐渐减小,最终可能会导致润滑性能变差,工作台发生局部热变形,使加工精度降低,缩短了机床的使用寿命。为此本文以DVT1000(即10米双立柱车床)立式车床为主要研究对象,采用流体力学与动网格技术相结合的方法,对静压支承油膜在厚度变化过程中油膜瞬态温升特性进行研究,具体研究方案如下:首先,依据静压支承油膜承载的基本原理,利用流体力学、摩擦学、传热学等理论,建立了支承油膜温升数学模型,其中包括油膜厚度方程、油膜流量方程、油膜温升能量方程及油膜求解控制方程。其次,根据工程实际结构数据,利用UG软件建立三维仿真模型,对油膜模型进行网格划分,根据支承油膜边界运动情况编辑UDF程序,并进行相应运动边界的设置。此外,基于有限体积法,将流体力学与动网格技术相结合,对静压支承油膜进行瞬态分析,在变粘度状态下,对不同转速、不同载荷下的油膜温度场进行比较分析。探究油膜厚度减小时,支承油膜的温度变化情况,得到变粘度条件下支承油膜瞬态温升特性。最后,根据现有设备对静压支承油膜进行实验研究,得到不同转速、不同载荷时油膜温度变化情况,通过与理论研究结果进行对比分析,验证理论研究的正确性及采用动网格技术进行静压支承油膜瞬态求解的可靠性。
【学位单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TG515
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 DVT1000立式车床静压支承研究的背景与意义
    1.3 立式车床静压支承与动网格技术研究现状
        1.3.1 静压支承研究现状
        1.3.2 动网格技术研究现状
        1.3.3 静压支承油膜温升研究现状
    1.4 主要工作内容
第2章 静压支承油膜温升数学模型
    2.1 油膜温升模型推导基本思路
    2.2 支承油膜有效承载面积
    2.3 支承油膜温升数学模型
        2.3.1 支承油膜厚度方程
        2.3.2 支承油膜流量方程
        2.3.3 支承油膜温升方程
    2.4 油膜流体仿真计算控制方程
        2.4.1 微元体动量方程
        2.4.2 流体连续性方程
        2.4.3 温升能量守恒方程
        2.4.4 油膜求解控制方程
    2.5 本章小结
第3章 静压支承油膜温升特性仿真模型建立
    3.1 DVT1000数控车床支承油膜技术参数
    3.2 DVT1000立式车床静压支承油膜三维仿真模型
    3.3 静压支承油膜网格划分
    3.4 静压支承油膜仿真初始条件及边界条件设置
    3.5 动网格技术在静压支承油膜计算中的应用
        3.5.1 动网格模型技术
        3.5.2 动网格更新方法
        3.5.3 静压轴承动网格区域
        3.5.4 动网格参数设置及UDF的编写
    3.6 本章小结
第4章 静压支承油膜瞬态温升特性数值模拟与分析
    4.1 油膜瞬态温升特性模拟与计算
        4.1.1 不同转速下油膜温升特性数值计算
        4.1.2 不同载荷下油膜温升特性数值计算
    4.2 结果分析
        4.2.1 不同转速下油膜厚度对温度场影响结果分析
        4.2.2 不同载荷下油膜厚度对温度场的影响结果分析
    4.3 本章小结
第5章 DVT1000立式车床静压油膜温升特性实验
    5.1 引言
    5.2 DVT1000立式车床静压轴承实验台及相应设备
    5.3 静压支承油膜厚度及温升实验内容和方案制定
        5.3.1 静压支承油膜厚度及温升实验内容
        5.3.2 油膜温升传感器布置方案
    5.4 油膜温升实验数据采集与处理
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利
致谢

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1 于泽阳;DVT1000立式车床静压支承油膜瞬态温升特性研究[D];哈尔滨理工大学;2016年

本文编号：2840880