学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

微型动静压主轴温度对动态特性影响的理论与实验研究

作　者: 董增勇
导　师: 李伟
学　校: 浙江工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 温升精密加工微型动静压主轴螺旋油腔温度场压力场
分类号: TH133.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 22次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着我国太阳能，半导体，先进光学器件以及微型精密模具等新兴产业的迅猛发展，越来越多的企业需要微型的高精密磨床来进行生产。而动静压主轴的出现，克服了滚动轴承主轴易磨损的缺陷，是微型高精密磨床能够顺利研发的关键技术之一。虽然动静压主轴是未来高精密加工技术的发展方向，但是在动静压主轴微型化方面，还有许多问题要解决。例如小直径主轴的承载力弱的问题，温升过高的问题，加工工艺困难的问题等。由于小直径主轴的承载力弱，如果要进行高精密加工，根据精密加工理论，必须提高转速，但是由于提高转速而带来的大量热量将会导致温升过高，影响轴承精度。本文在分析微型动静压主轴工作原理的基础上，结合轴承油腔特点，对液体微型动静压主轴进行了内部轴承温度场的理论计算；在此基础上，对微型动静压主轴进行建模，通过计算流体力学软件Fluent对螺旋油腔在低粘度介质中的仿真研究，得到出口截面的温度数据，并且分析了该轴承在静态和动态时的温度场和压力场分布情况，再应用有限元分析软件Ansys对主轴温度进行仿真，并得到不同时刻的温度场；最后在微型动静压主轴工作时，通过实验研究不同加工参数对主轴温度的影响，对主轴温升进行测量,并对参数进行优化。目前，国内外对小型动静压主轴的研究较少，对于直径在25mm以下的微小型动静压主轴的温升研究领域还是空白,本文的研究结果具有一定的参考和实用价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-21
  1.1 课题背景与研究意义  9-10
  1.2 滑动轴承技术简介  10-15
  1.3 动静压技术在机床主轴上的应用  15-17
  1.4 国内外研究现状  17-18
    1.4.1 国外研究现状  17-18
    1.4.2 国内研究现状  18
  1.5 研究内容和研究目标  18-20
  1.6 本章小结  20-21
第2章微型液体动静压主轴温度的理论研究  21-42
  2.1 微型动静压主轴技术研究  21-27
    2.1.1 微型动静压主轴的基本结构和工作原理  21
    2.1.2 液体动静压轴承的静压基本原理  21-24
    2.1.3 液体动静压轴承的动压效应  24
    2.1.4 动静压轴承的结构和特点  24-27
  2.2 流体流动对于温度影响的理论分析  27-32
    2.2.1 微型动静压主轴流体流动控制的模型  27-29
    2.2.2 温度物理边界条件  29-30
    2.2.3 非定常热传导  30-32
  2.3 动静压主轴温度对动态特性理论分析  32-36
    2.3.1 静态时主轴特性理论分析  32
    2.3.2 动态时主轴特性理论分析  32-36
  2.4 理论结果分析  36-41
    2.4.1 数值选择和计算方法  36-38
    2.4.2 结果分析  38-41
  2.5 本章小结  41-42
第3章微型动静压主轴温度场的计算机仿真  42-57
  3.1 动静压主轴系统温度仿真的方案设计  42-43
  3.2 动静压主轴油膜模型建立  43-45
    3.2.1 Fluent 计算模型建立  43
    3.2.2 网格的生成  43-44
    3.2.3 模型假设与边界条件确定  44-45
  3.3 Fluent 数值模拟结果与分析  45-49
    3.3.1 油膜的基本信息  45-46
    3.3.2 迭代计算  46-47
    3.3.3 油膜温度和压力分布云图分析  47-49
  3.4 动静压主轴模型建立  49-51
    3.4.1 主轴模型基本参数  49-50
    3.4.2 主轴Ansys 计算模型建立  50
    3.4.3 主轴在Ansys 软件中的模拟条件  50-51
  3.5 Ansys 模拟结果与分析  51-56
    3.5.1 Ansys 模拟数值设定  51-53
    3.5.2 不同时刻主轴温度场分布云图  53-56
  3.6 本章小结  56-57
第4章微型动静压主轴温度的实验分析和性能优化  57-69
  4.1 实验方案设计  57-59
    4.1.1 实验设计  57
    4.1.2 实验设备及实验参数  57-59
  4.2 实验运行和数据采集  59-61
    4.2.1 主轴调试  59
    4.2.2 数据采集  59-61
  4.3 实验数据分析  61-63
  4.4 微型动静压主轴性能分析及参数优化  63-68
    4.4.1 温度对主轴油性能影响  63-64
    4.4.2 转速对微型动静压主轴回转精度影响  64-66
    4.4.3 温度对偏心率的影响  66-67
    4.4.4 微型动静压主轴性能优化  67-68
  4.5 本章小结  68-69
第5章总结和展望  69-71
  5.1 总结  69-70
  5.2 前景展望  70-71
符号说明  71-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读学位期间参加的科研项目和成果  76

微型动静压主轴温度对动态特性影响的理论与实验研究

内容摘要

全文目录

相似论文