重型数控静压转台热变形控制技术研究

发布时间：2022-09-17 17:49

　　静压转台作为数控立车的关键部件,其性能的优劣决定了整个数控立车的加工能力与加工精度。一般来说静压油膜相对于固体轴承而言摩擦力很小,但是随着转台尺寸增加、加工行程增长、负载增重,静压油膜与台面相互摩擦及液压油在封油边中挤压产生的热量也会急剧增大,从而导致转台产生热变形,严重影响其加工精度,甚至会产生润滑失效导致刮擦事故发生。基于此,对重型数控静压转台在工作过程中静压油膜热特性展开研究,并对油膜温升与转台的热变形进行控制是解决以上问题的关键。本文的研究对象是以立车静压转台为基础研制的SKCX100智能温控系统实验装置。通过对转台在不同工况下静压油膜的温升机理进行探究,建立该转台热误差模型,并通过开发转台的热误差补偿系统与温控系统有效降低了转台的热变形。本文主要研究内容包括以下几个方面:1.对不同工况下静压转台油膜的热特性开展仿真研究。利用流场分析软件FLUENT,对数控静压转台的关键发热部件静压油膜,在加载以及偏载工况下的承载特性及发热特性进行仿真分析。同时使用ANSYS WORKBENCH将油膜在FLUENT中分析得到的温度场作为温度载荷加载到转台的机械结构,进行转台的热变形分析,为后续... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 液体静压轴承温升特性研究现状
        1.2.2 静压转台热变形研究现状
        1.2.3 机床热误差建模研究现状
        1.2.4 回转工作台热变形控制研究现状
    1.3 课题研究的主要内容及方法
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 主要研究内容
        1.3.3 研究方法及技术路线
第二章 数控静压转台热特性理论基础及仿真分析
    2.1 静压转台热特性分析相关理论
        2.1.1 流场的控制方程推导
        2.1.2 流场控制方程的求解
    2.2 加载以及偏载工况下的油膜热特性分析
        2.2.1 数控静压转台简介
        2.2.2 静压转台及液压油油垫3D模型建立
        2.2.3 不同加载重量下的油膜热特性仿真分析
        2.2.4 偏载工况下的油膜热特性仿真分析
    2.3 数控静压转台油膜厚度热优化分析
        2.3.1 仿真过程静压转台油膜厚度控制方法
        2.3.2 仿真过程不同油膜厚度下的边界条件控制
    2.4 转台的热变形仿真过程
    2.5 静压转台发热特性实验验证
        2.5.1 实验装置与实验平台搭建
        2.5.2 实验数据分析
    2.6 本章小结
第三章 数控静压转台热误差建模及补偿
    3.1 数控静压转台温度测点优化
        3.1.1 温度变量分组
        3.1.2 关键温度变量选取
    3.2 数控静压转台热误差建模与优化
        3.2.1 多元线性回归模型
        3.2.2 支持向量机模型
        3.2.3 支持向量机模型参数优化
    3.3 数控静压转台热误差补偿软件开发
        3.3.1 补偿软件功能设计
        3.3.2 串口通讯模块开发
        3.3.3 支持向量机算法嵌入
        3.3.4 OPC通讯模块开发
    3.4 补偿软件功能验证
        3.4.1 补偿试验软硬件设置
        3.4.2 试验结果
    3.5 本章小结
第四章 数控静压转台温度控制系统开发
    4.1 温度控制系统需求分析
    4.2 温度控制系统硬件组成介绍
        4.2.1 控制器选型
        4.2.2 温控系统硬件介绍
    4.3 温度控制算法分析
        4.3.1 模糊控制算法
        4.3.2 模糊控制算法的PLC程序实现
    4.4 温控系统性能测试
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3679678