数控车床静压轴承-主轴系统动静态特性研究

发布时间：2023-05-04 03:06

　　数控机床作为机械装备业的关键设备具有十分重要的战略地位,在很大程度上反映了一个国家的机械装备水平。轴承作为数控机床的核心支承元件,对数控机床的性能起着至关重要的作用。与传统轴承相比,油膜轴承高刚性、高承载能力等优点,能更好适应数控机床高速高精度运行工况,因此在生产中得到越来越广泛的运用。目前,研究者对油膜轴承动静态特性进行了大量研究,但未充分考虑加工质量及安装误差的影响。然而,加工质量及安装误差与油膜厚度数量级相近,对油膜轴承性能影响显著,从而引起轴承所支承的主轴系统动静态特性发生较大变化。因此,本文以实际工程项目为背景,研究轴承系统参数、加工质量及安装误差对数控车床主轴系统性能的影响。为静压轴承-主轴系统设计、制造提供理论依据,从而提升静压轴承-主轴系统性能。首先,根据项目要求,对数控车床主轴系统进行总体改造设计,主要包括:确定工艺参数、设计传动方案及主轴系统结构,并对改造后车床整机进行模态分析、谐响应分析,验证主轴系统结构的合理性。其次,设计车床改造所用静压轴承,并对其静态特性进行验算。利用流量守恒定律、传递函数分析法,求得静压轴承-主轴系统各油腔压力,并建立静压轴承动态响应模型;...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 数控车床主轴研究现状
        1.2.2 静压轴承性能研究现状
        1.2.3 加工质量对静压轴承-主轴系统影响研究现状
    1.3 研究内容
2 数控车床主轴系统改造设计
    2.1 主轴系统轴承改造的主要措施
    2.2 车削工艺参数确定
    2.3 传动方案设计
        2.3.1 皮带传动方案结构设计
        2.3.2 皮带传动设计
        2.3.3 带传动连接件设计
    2.4 主轴系统结构设计
        2.4.1 主轴系统结构方案
        2.4.2 主轴结构设计
        2.4.3 主轴强度及刚度校核
    2.5 车床整机动力学分析
        2.5.1 车床整机模态分析
        2.5.2 车床整机谐响应分析
    2.6 本章小结
3 静压轴承动静态特性研究
    3.1 静压轴承静态特性研究
        3.1.1 静压轴承系统组成及工作原理
        3.1.2 径向静压轴承静态特性分析与计算
        3.1.3 静压止推轴承静态特性分析与计算
    3.2 静压轴承动态特性研究
        3.2.1 静压轴承动态响应数学模型
        3.2.2 小孔节流器直径d0对轴心轨迹动态响应的研究
        3.2.3 轴承初始间隙h0对轴心轨迹动态响应的研究
        3.2.4 供油压力Ps对轴心轨迹动态响应的研究
    3.3 本章小结
4 考虑加工质量及装配误差的主轴系统静态特性研究
    4.1 静压轴承-主轴系统静态特性数学模型建立
    4.2 表面粗糙度对静态特性的影响
    4.3 尺寸误差对静态特性的影响
    4.4 形状误差对静态特性的影响
    4.5 装配误差对静态特性的影响
    4.6 本章小结
5 考虑加工质量的主轴系统动态特性研究
    5.1 静压轴承-主轴系统动态特性数学模型建立
    5.2 表面粗糙度对动态特性的影响
    5.3 尺寸误差对动态特性的影响
    5.4 形状误差对动态特性的影响
    5.5 静压轴承-主轴系统轴心轨迹实验
        5.5.1 实验装置组成
        5.5.2 轴心轨迹采集与提纯
        5.5.3 实验结果分析
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读学位期间取得的科研成果目录



本文编号：3807826