铁路轴承套圈内圆磨床热态特性分析

发布时间：2017-09-30 09:29

  本文关键词：铁路轴承套圈内圆磨床热态特性分析

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【摘要】：我国铁路大发展,但高速、重载铁路轴承依赖进口,国内轴承行业正在加快高铁、重载铁路轴承的研制,研发铁路轴承内外套圈精密磨削成套装备,对推动我国高铁和重载货运列车轴承的国产化具有积极意义。铁路轴承套圈内圆磨床是轴承外圈内滚道和内圈内孔的精密磨削装备,研发热态特性优良的铁路轴承套圈内圆磨床对提高轴承套圈的加工精度至关重要。本文对3MK332型铁路轴承套圈内圆磨床的热态特性进行研究,具体内容如下：(1)建立磨床的三维数字化模型和热力学模型。基于传热学相关理论,分析并建立磨床整机的能量流动模型,给出了磨床的能量传递途径和散热方式。(2)对电主轴、工件主轴系统等主要部件中的热源和热边界条件进行理论计算,在此基础上对其开展有限元计算,得到这些结构的温度场分布和热变形；研究了切削液作为“二次热源”对床身热态特性的影响。(3)研究电主轴、工件主轴系统以及切削液等因素影响下磨床整机的热态特性,计算了单一因素影响下磨床的磨削误差。(4)对工作状态下整机的热态特性开展研究工作,计算整机的热态特性对磨削精度的影响,根据理论分析结果对磨床提出合理的结构热设计方案。研究结果表明：铁路轴承套圈内圆的径向磨削误差主要来源于切削液,因此热结构设计方案的重点是减少切削液向床身中的热量传递。在床身切削液流道上添加隔热材料后,磨床的径向磨削误差减少到4μm,降低了94.4%。
【关键词】：铁路轴承套圈内圆磨床 电主轴 热态特性分析 有限元分析
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U270.33;TG581.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 论文研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 机床热态特性研究方法10-11
• 1.2.2 电主轴热态特性研究11
• 1.2.3 机床整机热态特性研究11-12
• 1.2.4 改善热变形的措施12-13
• 1.3 论文研究内容13-14
• 第二章 铁路轴承套圈内圆磨床模型建立14-20
• 2.1 概述14
• 2.2 铁路轴承套圈内圆磨床14-17
• 2.2.1 内圆磨床的结构14
• 2.2.2 内圆磨床的磨削原理14-16
• 2.2.3 磨床三维数字化建模16-17
• 2.3 磨床能量流模型17-18
• 2.4 磨床热分析模型18-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第三章 内圆磨削电主轴热态特性分析20-38
• 3.1 概述20
• 3.2 电主轴的结构20-21
• 3.3 电主轴的热源及传热21-30
• 3.4 电主轴的热态特性分析30-36
• 3.4.1 电主轴CAD/CAE模型30-31
• 3.4.2 电主轴温度场分布31-32
• 3.4.3 温度场分布的影响因素32-36
• 3.4.4 电主轴热变形36
• 3.5 本章小结36-38
• 第四章 工件主轴系统热态特性分析38-46
• 4.1 概述38
• 4.2 工件主轴系统的结构38
• 4.3 热源及边界条件计算38-43
• 4.4 工件主轴系统热态特性分析43-45
• 4.4.1 工件主轴系统热力学模型43
• 4.4.2 工件主轴系统温度场分布43-44
• 4.4.3 工件主轴系统热变形44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第五章 切削液作为“二次热源”的影响46-50
• 5.1 概述46
• 5.2 床身的结构46
• 5.3 床身边界条件46-47
• 5.4 热态特性分析47-49
• 5.4.1 床身热力学模型47
• 5.4.2 床身温度场分布47-48
• 5.4.3 床身热变形48-49
• 5.5 本章小结49-50
• 第六章 内圆磨床整机热态特性分析50-63
• 6.1 概述50
• 6.2 磨床磨削精度50-52
• 6.3 单一部件对整机热态特性的影响52-57
• 6.4 实际工况下整机热态特性分析57-59
• 6.5 磨床的热结构设计59-62
• 6.6 本章小结62-63
• 第七章 总结与展望63-64
• 7.1 论文总结63
• 7.2 研究展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 作者简介68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：947431