端面磨削是一種高效精密制造工藝。目前端面磨削主軸由滾動軸承支承,但是受到滾動軸承的振動、噪聲、回轉(zhuǎn)精度的影響,該支承方式不能滿足大尺寸工件的磨削主軸的要求。針對大尺寸端面磨削主軸的發(fā)展現(xiàn)狀,本文提出了水潤滑靜壓推力軸承與滾動軸承混合支承的新型大尺寸端面磨削主軸。作為一類結(jié)構(gòu)新穎的主軸系統(tǒng),對其在高速工況下的熱態(tài)特性建模與分析,有重要科學(xué)意義與工程價值。本文的具體內(nèi)容如下:（1）靜壓與滾動混合軸承機床主軸熱力學(xué)建模:建立了新型主軸的熱力學(xué)建模,主要包括如下步驟:基于摩擦學(xué)和傳熱學(xué)理論,建立了主軸的能量流模型,計算了主軸的熱源和熱邊界條件;（2）靜壓與滾動混合軸承機床主軸熱態(tài)特性分析:基于主軸的熱力學(xué)模型,運用有限元軟件完成了主軸的熱態(tài)特性分析,分析計算了主軸的溫度場和熱位移場,并研究了相關(guān)主要參數(shù)（如轉(zhuǎn)速、偏心率、供水壓力、粘度等）對主軸熱態(tài)特性的影響。（3）靜壓與滾動混合軸承機床主軸熱特性測試:對上述主軸開展熱特性測試,測試了不同轉(zhuǎn)速和供水壓力情況下調(diào)心球軸承、軸瓦封水面和軸瓦回水槽的溫升。研究結(jié)果表明,模型計算水潤滑軸承在設(shè)計極限轉(zhuǎn)速16000r/min的最高溫升為1.8℃,軸端位移... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

主軸系統(tǒng)的能量流模型

第二章靜壓與滾動混合軸承機床主軸熱力學(xué)建模11圖2-3水潤滑靜壓軸承平面臺示意圖建立如圖2-3所示的極坐標(biāo)系，逆時針為正，陰影部分表示有效承載面積，則：設(shè)半徑處的微元體線速度為：（2-1）微元體對應(yīng)的切應(yīng)力:（2-2）微元體受到的摩擦力：（2-3）微元體處的摩擦功率：×23（2-4）在面積上積分23142421（2-5）本文中的軸瓦的徑向尺寸相對于主軸系統(tǒng)其他零件來說不可忽略，所以在推力盤不同半徑和角度的封水面處，所產(chǎn)生的摩擦功率是不可視為均等的。對應(yīng)的四個封水面上的摩擦功率只需劃分四個積分域，即1142441421（2-6）2142441443（2-7）3142443441（2-8）4142443441（2-9）

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文12水潤滑靜壓軸承在軸承的進水口和出水口之間存在壓力差，水通過小孔節(jié)流器、軸承之間間隙產(chǎn)生的粘性剪切損失，其消耗的能量轉(zhuǎn)化為熱量，存儲在水潤滑靜壓軸承的水中。壓力損耗的大小為水泵的輸出功率，計算公式為：（2-10）上式中：——水泵供水壓力（Pa）；——水泵流量（m3/s）；由熱力學(xué)知識可知，物體獲得的熱量等于該物體的比熱容、質(zhì)量與溫升的乘積，即:，所以要想確定水潤滑靜壓軸承的溫升，不光要確定其功率，還要對其流量進行分析計算。在靜壓推力軸承中，流量由三部分組成，分別為壓差流、剪切流和離心流，三股流量在不同方向的封水面處所占比重不一樣，故每條封水面的流量也不相同。對靜壓推力軸承分析，由靜壓理論知識[49]可得：1、壓差流在兩平行平板之間，由于壓差引起的流量示意如圖2-4所示：圖2-4壓差流示意圖312（2-11）在徑向方向，壓差流表示為：31243（2-12）式中：——水膜厚度(m)；——介質(zhì)的動力粘度(N·s/m2)；——推力盤油腔處的壓力值(Pa)；——封水面長度(m)；——有效夾角

【參考文獻】：
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本文編號：3347949