【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的提高和社會(huì)需求的增加,大涵道比商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)制造成為了當(dāng)今航空工業(yè)發(fā)展的主題,輕量化、高性能的航空發(fā)動(dòng)機(jī)將是21世紀(jì)航空工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),這不僅推動(dòng)了各行各業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新,還對(duì)先進(jìn)設(shè)備制造和新工藝的發(fā)展提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。慣性摩擦焊的加工工藝可以滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金、鈦合金盤軸類零件之間的連接,同時(shí)又是粉末合金盤類零件連接的最佳和唯一方式。先進(jìn)的大噸位慣性摩擦焊機(jī)是焊接工藝施展的前提條件,是完成航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件連接的支撐基礎(chǔ),而作為慣性摩擦焊機(jī)的核心組成部分,主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)靜態(tài)特性將影響設(shè)備的運(yùn)行情況,決定了設(shè)備本身的機(jī)械綜合性能,同時(shí)也將決定航空部件焊后的達(dá)標(biāo)與否,它甚至對(duì)整個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命起著決定性的作用。本文的研究對(duì)象是高精密航空用600噸慣性摩擦焊機(jī)的主軸系統(tǒng),目的在于分析并優(yōu)化主軸結(jié)構(gòu),具體情況如下:首先,結(jié)合赫茲接觸理論和滾動(dòng)體載荷分布的特點(diǎn),計(jì)算了圓柱滾子軸承的變形和應(yīng)力。討論了軸承裝配過盈量對(duì)研究的滾動(dòng)軸承的剛度的影響,確定了兩組圓柱滾子軸承對(duì)主軸靜態(tài)變形影響大小的優(yōu)先關(guān)系;在主軸固有頻率方面,本文還探究了預(yù)緊力對(duì)主軸固有頻率的影響,為提升主軸固有頻率的提高提供了新思路。其次,本文運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)慣性摩擦焊機(jī)的主軸系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性的分析,分析結(jié)果表明主軸的靜剛度和強(qiáng)度能夠滿足使用要求,主軸的一階固有頻率遠(yuǎn)高于主軸工作轉(zhuǎn)速,初步驗(yàn)證主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性;在原有的動(dòng)靜態(tài)特性分析基礎(chǔ)之上,優(yōu)化了慣性摩擦焊機(jī)的主軸結(jié)構(gòu),提升了主軸的靜態(tài)特性和主軸的轉(zhuǎn)速范圍,并且還實(shí)現(xiàn)了主軸結(jié)構(gòu)的輕量化。最后,論文中有限元法的應(yīng)用,簡(jiǎn)減小主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸,縮短了設(shè)計(jì)周期,節(jié)約了生產(chǎn)成本,使得主軸的轉(zhuǎn)速范圍有了一定提高,這些研究成果都可以為進(jìn)一步提高600噸慣性摩擦焊機(jī)的主軸系統(tǒng)性能提供重要的理論參考。
【學(xué)位授予單位】：機(jī)械科學(xué)研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG439.8
【圖文】：

60 年代后期，美國公司 caterpillar tractor 在蘇tinuous drive friction welding，CDFW）的基礎(chǔ)的摩擦焊接技術(shù)，即慣性摩擦焊(IFW)。隨后，美子制造時(shí)，率先應(yīng)用了新出現(xiàn)的慣性摩擦焊工藝，和冶金性能的檢測(cè)評(píng)估，數(shù)據(jù)分析表明大部分參數(shù)圍內(nèi)[14]。另外，CF6 大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)由美國通用氣機(jī)轉(zhuǎn)子連接應(yīng)用了慣性摩擦焊的工藝，其重量減金、粉末合金（例如，U720Li、Rene’88DT、RR1方面的廣泛應(yīng)用，慣性摩擦焊獨(dú)有的焊接優(yōu)勢(shì)也年，英國 R.R 公司為美國波音公司開發(fā)了 Trent10該發(fā)動(dòng)機(jī)具有高效、低排放、低油耗大涵道比等優(yōu)部件之間連接，正是采用了慣性摩擦焊工藝[16-17]。和渦輪的整體構(gòu)件時(shí)，也采用了慣性摩擦焊的焊接

1-3 美國 MTI 應(yīng)用 IFW 技術(shù)生產(chǎn)的渦輪轉(zhuǎn)子年開始摩擦焊接工藝及裝備的研究以來，性摩擦焊接工藝的特點(diǎn)沒有充分認(rèn)識(shí)，長位，尤其對(duì)高精密、大噸位的慣性摩擦焊國內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)像機(jī)械科學(xué)研究院哈爾濱業(yè)的重點(diǎn)產(chǎn)品的技術(shù)需求，也開展了大噸

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2727963