本文關(guān)鍵詞：大型精密重載靜壓工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能分析

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【摘要】：隨著科技的進(jìn)步、質(zhì)量和尺寸的要求越來(lái)越高,普通工作臺(tái)的加工性能遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代加工中心對(duì)高速、高精度、重載的要求,其關(guān)鍵部件靜壓導(dǎo)軌的性能也決定了靜壓工作臺(tái)加工精度性能。液體靜壓工作臺(tái)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床加工領(lǐng)域的重要組成部分,其動(dòng)靜態(tài)特性決定著加工的質(zhì)量和精度,對(duì)液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)靜力學(xué)性能優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究,提高數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)的承載力以及提高其加工精度等級(jí),對(duì)制造業(yè)行業(yè)來(lái)說(shuō)具有非常重要的工程和應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)大型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要技術(shù)指標(biāo)的要求結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念,設(shè)計(jì)出精密重載大型工作臺(tái)總體結(jié)構(gòu)裝配三維圖。對(duì)于靜壓工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,對(duì)靜壓回轉(zhuǎn)工作臺(tái)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為五部分功能模塊,回轉(zhuǎn)臺(tái)面、支承裝置、液壓系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、工作臺(tái)底座,并對(duì)主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行ANSYS動(dòng)靜力學(xué)分析和校核計(jì)算,最后設(shè)計(jì)出符合要求的整機(jī)系統(tǒng)。對(duì)閉式靜壓導(dǎo)軌油膜流場(chǎng)特性的研究,以前的研究試驗(yàn)表明扇形油腔比橢圓形油腔在承載性能這方面比較穩(wěn)定,因此在轉(zhuǎn)臺(tái)的靜壓導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中選用扇形油腔靜壓導(dǎo)軌,然后對(duì)其工作狀態(tài)下的靜壓油膜進(jìn)行流體動(dòng)力學(xué)分析。建立靜壓導(dǎo)軌及導(dǎo)軌內(nèi)部三維流動(dòng)的數(shù)學(xué)仿真模型并設(shè)置邊界條件,通過(guò)計(jì)算機(jī)流體力學(xué)原理,選用層流計(jì)算模型,采用有限體積法選取FLUENT中的分離式求解器進(jìn)行求解,得到油膜的壓強(qiáng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)的分布。對(duì)閉式靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的研究,可知有效承載面積系數(shù)和油膜厚度是影響導(dǎo)軌的承載能力、抗傾覆力矩能力和油膜剛度力學(xué)性能的主要因素。運(yùn)用MATALAB分析了有效承載面積對(duì)油膜承載和剛度的影響關(guān)系。考慮到油墊結(jié)構(gòu)參數(shù)可能影響到液體靜壓導(dǎo)軌油膜特性,討論了油腔深度和封油邊寬度尺寸參數(shù)對(duì)油膜承載能力和油膜剛度的影響。最后建立了不同油腔數(shù)目的模型,運(yùn)用ANSYS模態(tài)分析,研究了油腔數(shù)目對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)振動(dòng)特性的影響。本文對(duì)液體靜壓轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的性能分析與研究,提高大型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)動(dòng)靜剛度、承載能力及可靠性,解決大型回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的傳動(dòng)和加工精度問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 閉式靜壓 油膜流場(chǎng) 特性?xún)?yōu)化 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題來(lái)源8
• 1.2 課題研究背景及意義8-9
• 1.3 液體靜壓工作臺(tái)特性的研究進(jìn)展9-11
• 1.3.1 靜壓導(dǎo)軌中油膜特性的研究進(jìn)展9-10
• 1.3.2 液體靜壓工作臺(tái)結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化的研究進(jìn)展10-11
• 1.4 靜壓工作臺(tái)特性分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容12-13
• 第2章 靜壓工作臺(tái)的設(shè)計(jì)13-29
• 2.1 靜壓工作臺(tái)設(shè)計(jì)要求13-14
• 2.2 工作臺(tái)機(jī)械本體設(shè)計(jì)14-24
• 2.2.1 工作臺(tái)臺(tái)面設(shè)計(jì)14-16
• 2.2.2 靜壓支承裝置設(shè)計(jì)16-22
• 2.2.3 工作臺(tái)底座設(shè)計(jì)22-24
• 2.3 供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-26
• 2.3.1 供油系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求24
• 2.3.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-25
• 2.3.3 液壓泵和電機(jī)選型25-26
• 2.4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)26-28
• 2.4.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理26-27
• 2.4.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)電機(jī)計(jì)算27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 靜壓油膜流場(chǎng)分析29-39
• 3.1 計(jì)算機(jī)流體力學(xué)理論概述29
• 3.2 流體力學(xué)方程29-32
• 3.3 流體力學(xué)分析流程32-33
• 3.4 靜壓油膜數(shù)字仿真分析33-36
• 3.4.1 油膜模型建立33-34
• 3.4.2 油膜網(wǎng)格劃分34
• 3.4.3 油膜邊界條件設(shè)置34-35
• 3.4.4 流場(chǎng)狀態(tài)分析35
• 3.4.5 模型導(dǎo)入求解35-36
• 3.5 油膜仿真結(jié)果分析36-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第4章 閉式靜壓導(dǎo)軌力學(xué)性能分析39-45
• 4.1 閉式導(dǎo)軌有效承載面積對(duì)靜壓導(dǎo)軌力學(xué)性能影響39-41
• 4.2 油腔深度對(duì)靜壓導(dǎo)軌力學(xué)性能影響41-42
• 4.3 封油邊寬度對(duì)靜壓導(dǎo)軌力學(xué)性能影響42
• 4.4 油墊數(shù)目對(duì)靜壓導(dǎo)軌力學(xué)性能的影響42-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第5章 總結(jié)與展望45-47
• 5.1 全文總結(jié)45-46
• 5.2 研究展望46-47
• 參考文獻(xiàn)47-50
• 致謝50-51
• 附錄 1：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文51

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