【摘要】：以往的研究中,在軸承的主動(dòng)控制方面大多針對(duì)于軸承中心截面處的軸承轉(zhuǎn)子的振幅控制,很少以降低主軸前端處的轉(zhuǎn)子振幅為目標(biāo)的研究。在機(jī)床加工中主軸前端的振幅往往會(huì)對(duì)機(jī)械加工精度產(chǎn)生很大的影響,如果單純的限制前軸承處轉(zhuǎn)子的振幅可能并不會(huì)提高加工精度,相反有可能會(huì)放大主軸前端的振幅,從而導(dǎo)致加工精度降低。所以針對(duì)整個(gè)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析以及振動(dòng)控制研究很有必要。本文針對(duì)動(dòng)靜壓柔性鉸鏈可傾瓦軸承進(jìn)行了研究,對(duì)該軸承剛性軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析,并提出了相應(yīng)的主動(dòng)控制策略。該軸承集合了兩種軸承的優(yōu)點(diǎn),該軸承在工作過程中可以根據(jù)外載荷自動(dòng)調(diào)整其多個(gè)軸瓦的擺角,使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定,故其具有良好的穩(wěn)定性。而且可以在啟動(dòng)前提前供油抬起主軸,避免主軸與軸瓦碰撞發(fā)生磨損。由于大多數(shù)軸承主動(dòng)控制的研究主要集中于軸承截面處的振幅控制。本文則適當(dāng)?shù)目紤]了整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的影響,主要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行了研究:首先,利用有限差分法針對(duì)動(dòng)靜壓柔性鉸鏈可傾瓦軸承進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,并通過歐拉法求得了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡。其次,本文通過小擾動(dòng)法對(duì)動(dòng)靜壓柔性鉸鏈可傾瓦軸承的折合動(dòng)特性進(jìn)行了求解,并對(duì)比了通過動(dòng)特性系數(shù)求得的軸承線性軌跡以及非線性軌跡,兩種軌跡在軸承轉(zhuǎn)子穩(wěn)定位置處小擾動(dòng)的情況下,具有較高的一致性。并且分析了軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)軸承動(dòng)特性系數(shù)的影響。然后,對(duì)以往的軸承轉(zhuǎn)子的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行了重建,本次重新建�？紤]了滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子的影響。依此求得了可傾瓦軸承轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)軌跡,并通過測(cè)得的滾動(dòng)軸承軌跡生成了主軸前端加工位置軌跡。分析了主軸前端加工位置振幅被放大的原因,主要是滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子與可傾瓦軸承轉(zhuǎn)子的相位不同,導(dǎo)致主軸前端振幅變大。并設(shè)計(jì)了主動(dòng)控制策略對(duì)可傾瓦軸承轉(zhuǎn)子的相位進(jìn)行了調(diào)整。結(jié)果顯示降低了主軸前端的振幅達(dá)到60%以上。后續(xù)對(duì)控制策略進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,最終結(jié)果對(duì)主軸前端振幅的抑制達(dá)到82%左右。最后,本文通過NI公司X系列采集卡USB6366同步數(shù)據(jù)采集卡以及NI signal express 2014系統(tǒng)對(duì)實(shí)際的滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集。測(cè)量了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中兩軸承處的轉(zhuǎn)子位移。并設(shè)計(jì)了濾波器對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了濾波處理,提取了數(shù)據(jù)的基頻量。并對(duì)兩個(gè)位置的位移信號(hào)進(jìn)行了相位分析。結(jié)果顯示,滾動(dòng)軸承以及滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子的相位不同,存在相位差,同時(shí)主軸前端振幅被放大很多。本文針對(duì)整個(gè)軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析以及主動(dòng)可能根治進(jìn)行了研究,再用于機(jī)床振動(dòng)控制以及精密加工方面具有一定的借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH133.3
【圖文】：

邐溢流閥調(diào)整供油壓力逡逑圖２－１動(dòng)靜壓柔性鉸鏈可傾瓦軸承逡逑圖２－１是該軸承的結(jié)構(gòu)形式，該軸承有四個(gè)沿周向均勻分布的瓦塊，靜壓腔逡逑開設(shè)在每一個(gè)瓦塊的中心位置。軸承的整個(gè)軸承體和瓦塊通過柔性鉸鏈連接，加逡逑工時(shí)通過電火花加工方式一體加工，相比于傳統(tǒng)可傾瓦軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，加工逡逑８逡逑

管節(jié)流供油逡逑Ｑ，邐溢流閥調(diào)整供油壓力逡逑圖２－１動(dòng)靜壓柔性鉸鏈可傾瓦軸承逡逑圖２－１是該軸承的結(jié)構(gòu)形式，該軸承有四個(gè)沿周向均勻分布的瓦塊，靜壓腔逡逑開設(shè)在每一個(gè)瓦塊的中心位置。軸承的整個(gè)軸承體和瓦塊通過柔性鉸鏈連接，加逡逑工時(shí)通過電火花加工方式一體加工，相比于傳統(tǒng)可傾瓦軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，加工逡逑８逡逑

ａｉ邐ａ２逡逑圖２－２軸承靜壓腔逡逑下表是軸承的主要參數(shù)：逡逑表２－１軸承基本計(jì)算參數(shù)逡逑名稱邐符號(hào)邐數(shù)值邐單位邋＿逡逑鉸鏈厚度邐ｑ邐ｉｌ邐ｍｍ逡逑鉸鏈寬度邐ｂ邐７邐ｍｍ逡逑鉸鏈長度邐５０邐ｍｍ逡逑軸瓦厚度邐ｒＰ邐５邐ｍｍ逡逑軸承半徑邐ｒ邐４邐ｍｍ逡逑軸瓦包角邐ｏｔｐ邐７２邐ｄｅｇ逡逑軸承間隙邐ｃ邐０．０９５邐ｍｍ逡逑轉(zhuǎn)子質(zhì)量邐Ｍ邐４５邐ｋｇ逡逑潤滑油粘度邐＂邐０．０１５邐Ｐａｓ逡逑潤滑油密度邐ｐ邐８７６．５邐ｋｇ／ｍ：！逡逑軸承長度邐Ｌ邐０．０５邐ｍ逡逑靜壓腔包角邐Ｋ邐２０邐ｄｅｇ逡逑靜壓腔深度邐Ｋ邐３邐ｍｍ逡逑節(jié)流孔長度邐ｈ邐２０邐ｍｍ逡逑節(jié)流孔內(nèi)徑邐＜邐邐ｍｍ逡逑９逡逑

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本文編號(hào)：2795388