【摘要】：轉(zhuǎn)臺在機械加工行業(yè)中被廣泛的應用,其中最為人知的應用領域是在機床上。轉(zhuǎn)臺的運行情況會對機床本身的運行平穩(wěn)性產(chǎn)生很大的影響。而機床能否在低速下平穩(wěn)運行將決定著加工出來的工件的品質(zhì)。在國家鼓勵企業(yè)發(fā)展高精尖設備的大背景下,社會各界也逐漸提高了對制造行業(yè)的要求。為了提高機床的加工性能,對其關鍵組成部分的轉(zhuǎn)臺進行更深入的研究顯得尤為重要。普通靜壓轉(zhuǎn)臺是通過給轉(zhuǎn)臺提供足夠大的油壓來撐起工作臺工作的,這樣轉(zhuǎn)臺的承載力就受到供油壓力的限制,并且由于工作臺轉(zhuǎn)速較慢,液壓油流動性差,這樣會使轉(zhuǎn)臺工作時產(chǎn)生的熱量不能被及時帶走而在轉(zhuǎn)臺內(nèi)聚集,影響轉(zhuǎn)臺的工作性能。為了解決以上問題,課題組老師設計出一種兼具動壓和靜壓特點的新型轉(zhuǎn)臺。這種新型轉(zhuǎn)臺是在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)臺的基礎上增加一個中盤。轉(zhuǎn)臺工作時,利用中盤的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動壓效應來提高轉(zhuǎn)臺的承載能力,并且中盤的高速旋轉(zhuǎn)會加速液壓油在轉(zhuǎn)臺里的流動,及時把轉(zhuǎn)臺產(chǎn)生的熱量帶走,達到提升轉(zhuǎn)臺性能的效果。本文對此新型轉(zhuǎn)臺進行研究,建立了轉(zhuǎn)臺的運動模型,計算了其靜動特性,并通過實驗研究了轉(zhuǎn)臺在不同的工作條件下的運動規(guī)律。詳細的工作如下:首先,概述了該動靜壓差速轉(zhuǎn)臺的主要結(jié)構及參數(shù),講述了該轉(zhuǎn)臺的運行機理,簡化了轉(zhuǎn)臺模型并根據(jù)力學知識建立了上盤運動的數(shù)學公式。利用該數(shù)學公式計算出轉(zhuǎn)臺不發(fā)生爬行的最小轉(zhuǎn)速以及上盤轉(zhuǎn)速與工況參數(shù)的關系。其次,對中盤上表面的動壓油楔區(qū)域進行坐標變換,將動壓油楔區(qū)域變換成扇形區(qū)域以便簡化該區(qū)域的油膜厚度方程。推導出了該動壓油楔區(qū)域柱坐標下的雷諾方程,經(jīng)過差分迭代求出求出該區(qū)域的油膜壓力分布狀況。利用轉(zhuǎn)臺的流量平衡計算出不同工況下的流量等。再次,推導出油膜的擦力矩計算公式,并根據(jù)求解出的油膜壓力計算出油膜的摩擦力矩。分析了轉(zhuǎn)臺的供油壓力、轉(zhuǎn)速和載荷對摩擦力矩的影響影響情況。提出了計算轉(zhuǎn)臺運動速度的方法,并利用MATLAB仿真分析了轉(zhuǎn)臺在不同工作條件下的運動情況。最后,利用實驗研究分析了新型轉(zhuǎn)臺周向運動的平穩(wěn)性。通過對固定在工作臺上表面且與工作臺同心的光柵進行數(shù)據(jù)采集,對采集到的數(shù)據(jù)利用中值濾波去除噪聲,根據(jù)已知的光柵柵距和時間信息得到工作臺的實際速度曲線,然后將工作臺的實際運動速度與其設定的轉(zhuǎn)速進行比照,得到工作臺的運動信息;通過比較轉(zhuǎn)速的等效方差,分析了工作臺轉(zhuǎn)速、中盤轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)臺周向運動平穩(wěn)性的影響。
【圖文】：

２引言逡逑臺運動的平穩(wěn)性不僅影響著工件的性能，也影響著機床的使用壽命。技術的長足進步，人們對高精尖等精密設備的需求逐漸增強，這就要的設備必須有足夠的加工精度。對于轉(zhuǎn)臺而言，影響其加工精度的主就是運動的平穩(wěn)性。當轉(zhuǎn)臺高速轉(zhuǎn)動時，其速度相對比較穩(wěn)定，當轉(zhuǎn)時，，摩擦力的變化會導致轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速的嚴重波動，也就是人們常說的爬此進一步研究轉(zhuǎn)臺的爬行現(xiàn)象很有必要。逡逑臺結(jié)構逡逑文所研宄的對象是一種大型精密動靜壓差速轉(zhuǎn)臺，其結(jié)構示意圖如示，它在結(jié)構上和傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)臺有所不同。這種新型動靜壓差速轉(zhuǎn)臺由中盤４、及底座５組成。逡逑N邋Ｌ邐上！逡逑

邐ｆ逡逑圖２－２幾種爬行物理模型逡逑上圖２－２中ａ圖是氣缸系統(tǒng)的爬行模型，ｂ圖是導軌系統(tǒng)的爬行模型。其他逡逑幾種也是不同場景下的爬行模型，這里就不一一列舉。如果按照爬行模型的簡易逡逑程度進行分類，上述六種模型可以分為單自由度模型和二自由度模型。上圖中的逡逑圖２－２ａ，圖２－２ｂ，圖２－２ｃ，圖２－２ｄ為單自由度模型，圖２－２ｅ，圖２－２ｆ為二自由逡逑度模型。其實現(xiàn)實生活中還有多自由度模型，由于多自由度模型過于復雜，這里逡逑暫且不予討論。逡逑對上圖２－２中的六種爬行物理模型進行力學分析都可以得到各自的數(shù)學模逡逑型，進而分析出爬行情況以及不同參數(shù)對爬行的影響情況，但是這六種物理模型逡逑不能夠用于對轉(zhuǎn)臺爬行問題進行研宄。上述六種爬行模型都是基于機械系統(tǒng)直線逡逑運動情況而建立的，與本課題研[偠韻蟮腦碩問接兇瘧局實牟煌�。本课题惦y繡義暇慷韻笫親�，转台栽彜醉d氖焙蚴竊謐�，所以针对这种情坑z頤怯斜匾義轄⒁恢中碌奈錮砟Ｐ屠炊宰ǖ吶佬薪醒繡場ｅ義嫌桑玻澹承〗誑芍究翁饉芯康淖ㄊ怯傻緇峁┒

本文編號：2589779