【摘要】：重型立式數(shù)控車床作為大尺寸回轉(zhuǎn)零件的主要加工設(shè)備,是重型制造行業(yè)的核心裝備之一,而靜壓支承又是重型立式車床的核心部件。目前國內(nèi)外學(xué)者對于靜壓支承的靜態(tài)性能做了深入研究,其研究大多集中在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、腔型研究、實驗裝置等方面,而對于靜壓支承的動態(tài)性能研究不多,因此針對靜壓支承運行中存在的問題,作者將對開式靜壓支承油膜的動態(tài)性能進行深入研究,揭示其過渡過程、動剛度的變化規(guī)律,并對比其靜剛度特性。此研究將為靜壓支承研發(fā)、運行穩(wěn)定性、加工精度等提供理論基礎(chǔ)。主要工作如下:1.數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)。利用平行平板間隙流量方程推導(dǎo)出單個扇形腔油墊油膜的流量、壓力、承載力、剛度等靜態(tài)特性數(shù)學(xué)模型;根據(jù)牛頓第二定律、靜態(tài)特性數(shù)學(xué)模型、振動力學(xué)基本理論,推導(dǎo)出單個油墊油膜的動態(tài)特性數(shù)學(xué)模型。2.靜態(tài)特性分析。使用MATLAB軟件繪出靜態(tài)特性曲線,分別得到理論設(shè)計狀態(tài)時單個油墊的油膜承載力、油膜剛度與油膜厚度的關(guān)系曲線。使用CFX軟件對油膜厚度為0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16mm的油膜壓力場進行數(shù)值模擬計算,并以該模擬結(jié)果與理論結(jié)果對比分析;然后,又在油膜厚度為0.06mm,載荷分別為15、30、45、60、75、90、105、120、135、150t時對油膜壓力場進行數(shù)值模擬計算,為理論分析、數(shù)值計算、實驗驗證研究三者對比提供數(shù)據(jù)依據(jù)。3.動態(tài)特性分析。使用MATLAB軟件對初始油膜厚度為0.06mm、載荷為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0t時油膜的階躍響應(yīng)進行分析,得到不同階躍載荷下的響應(yīng)曲線、響應(yīng)時間、油膜位移曲線,又分別分析了初始油膜厚度為0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16mm、載荷1t時的階躍響應(yīng)。對初始油膜厚度為0.06mm、載荷大小為0.1、0.4、0.7、1.0t的正弦載荷進行分析,得到不同正弦載荷下的響應(yīng)曲線。同時對初始油膜厚度為0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16mm時的動剛度與頻率的關(guān)系進行分析,得到兩者關(guān)系曲線;利用公式變換,對動剛度、靜剛度、阻尼率之間的關(guān)系進行分析,得到三者之間的關(guān)系曲線。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG519.1

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