本文關(guān)鍵詞：高速電主軸少量脂潤滑技術(shù)研究

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【摘要】：高速電主軸擺脫了傳統(tǒng)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的中間傳動環(huán)節(jié),由內(nèi)裝式電動機直接驅(qū)動,滿足了高速切削對機床的“高轉(zhuǎn)速、高精度、高可靠性和小振動”的要求,廣泛應(yīng)用于高速加工技術(shù)中;脂潤滑軸承具有結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、成本低、密封等優(yōu)點,高速運轉(zhuǎn)的軸承滾動體和套圈只需極少量的潤滑脂就能形成足夠的油膜,流體動力摩擦損失小,保持很低的工作溫度,普遍應(yīng)用于高速電主軸潤滑系統(tǒng)。少量脂潤滑的高速軸承填脂量過多,攪油發(fā)熱嚴(yán)重,造成軸承溫度過高;填脂量過少,在滾動體與套圈之間不能形成足夠的油膜,摩擦磨損嚴(yán)重,振動加劇,降低主軸精度,縮短主軸壽命。因此研究高速電主軸少量潤滑技術(shù)對提高高速電主軸的使用性能具有重要的意義。首先針對高速軸承少量脂潤滑因磨損或溫度過高發(fā)黑,潤滑脂泄漏等現(xiàn)象分析失效原因,認(rèn)為高速潤滑脂的觸變性能和抗磨性能差,導(dǎo)致溫度升高,潤滑脂流失,摩擦磨損嚴(yán)重,因此開展高速潤滑脂性能研究。按照潤滑脂選用原則選擇軸承用高速潤滑脂(KLUBER ISOFLEX NBU15、FAG SPEED2,6(L75)、L252、LGLT2),對所選定的高速潤滑脂,參照國家標(biāo)準(zhǔn)使用標(biāo)準(zhǔn)儀器進行觸變性能、抗磨性能、減摩性能和極壓性能試驗。結(jié)果顯示L252在80℃以下觸變性能、抗磨性能和減摩性能最好,極壓性能中等,綜合性能高于同類產(chǎn)品;對含有2%~6%的抗磨極壓添加劑(T361A)的高速潤滑脂KLUBER ISOFLEX NBU15進行抗磨試驗,結(jié)果表明添加劑含量在6%時抗磨性能和減摩性能提高最多。其次針對少量脂潤滑的高速軸承套圈發(fā)生嚴(yán)重塑性變形和套圈表面磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象進行分析,認(rèn)為一方面由于潤滑脂的成膜厚度不足以隔開兩接觸金屬表面,造成摩擦面直接接觸,摩擦磨損嚴(yán)重;另一方面由于流體動壓潤滑接觸區(qū)的接觸應(yīng)力太大,超過了潤滑油膜的承載能力或者軸承材料的承載能力造成套圈嚴(yán)重塑性變形,因此開展高速潤滑脂在高速條件下潤滑狀態(tài)分析和接觸區(qū)域應(yīng)力分析。利用等溫?zé)醎>流潤滑理論對四種高速潤滑脂在DGZ-60E高速工況下的潤滑狀態(tài)進行預(yù)測,結(jié)果表明:四種高速潤滑脂的潤滑油膜具有足夠的承載能力,而在高速(30000r/min以上)時潤滑油膜的最大應(yīng)力接近甚至超過套圈材料的屈服應(yīng)力,給套圈變形造成了極大的風(fēng)險,L252在給定工況條件下均處于全膜潤滑狀態(tài),潤滑狀態(tài)最好。最后針對少量脂潤滑的高速軸承溫度升高,振動加大的問題,進行填脂量試驗,分析潤滑脂填脂量對軸承的溫度、力矩和振動造成的影響。利用自行研制的高速軸承試驗臺和BRG3000力矩試驗臺,對試驗軸承FAG HCS7003-C-T-P4S-UL進行振動、溫度和力矩試驗。通過不同填脂量的軸承性能試驗結(jié)果表明:跑合過程使?jié)櫥谳S承中重新分布,排擠到滾道外的潤滑脂可以作為“油槽”,補給運轉(zhuǎn)過程中潤滑脂的消耗;在給定試驗條件下填脂量0.25g時軸承的綜合性能較好。在填脂量0.25g時對四種高速潤滑脂進行軸承性能試驗表明:綜合考慮潤滑脂的在高溫下的性能和潤滑脂在軸承中的性能,L252的綜合性能最好。
【關(guān)鍵詞】：高速電主軸 少量脂潤滑 性能 潤滑狀態(tài) 不同填脂量
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG502.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題研究背景及意義10-11
• 1.3 高速電主軸潤滑技術(shù)研究現(xiàn)狀11-20
• 1.3.1 國內(nèi)外高速電主軸潤滑技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 潤滑脂性能研究12-14
• 1.3.3 潤滑脂最小油膜厚度計算分析14-17
• 1.3.4 軸承潤滑脂填脂量研究17-20
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 高速潤滑脂性能篩選試驗研究22-41
• 2.1 引言22
• 2.2 高速潤滑脂的選擇22-24
• 2.3 潤滑脂性能指標(biāo)評估方法和儀器設(shè)備24-26
• 2.4 不同溫度下四種高速潤滑脂觸變性能試驗26-29
• 2.4.1 潤滑脂觸變性試驗原理26-27
• 2.4.2 四種高速潤滑脂觸變性能對比27-29
• 2.5 小剪切速率下四種高速潤滑脂的流變性能測試29-30
• 2.6 溫度對四種高速潤滑脂減摩和抗磨性能影響的研究30-34
• 2.6.1 潤滑脂抗磨性能試驗原理30-31
• 2.6.2 試驗參數(shù)和步驟31-32
• 2.6.3 四種高速潤滑脂的減摩性能對比32
• 2.6.4 四種高速潤滑脂的抗磨性能對比32-34
• 2.7 四種高速潤滑脂極壓性能試驗34-37
• 2.7.1 潤滑脂極壓試驗原理34-35
• 2.7.2 試驗操作步驟35
• 2.7.3 試驗結(jié)果分析35-37
• 2.8 含抗磨極壓添加劑的高速潤滑脂性能實驗37-39
• 2.8.1 試驗設(shè)置37
• 2.8.2 T361A添加量對K LUBER減磨性能的影響37-38
• 2.8.3 T361A添加量對K LUBER抗磨性能的影響38-39
• 2.9 本章小結(jié)39-41
• 第3章 脂潤滑軸承高速潤滑狀態(tài)分析41-55
• 3.1 引言41
• 3.2 DGZ-60E軸承主摩擦面性能分析41-46
• 3.2.1 仿真參數(shù)設(shè)置41-44
• 3.2.2 仿真結(jié)果與分析44-46
• 3.3 高速工況條件下的潤滑狀態(tài)分析46-54
• 3.3.1 潤滑狀態(tài)臨界油膜厚度47-49
• 3.3.2 潤滑狀態(tài)分析49-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 第4章 少量脂潤滑軸承的綜合性能試驗55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 高速軸承試驗臺簡介55-56
• 4.3 填脂量和跑合方案的確定56-57
• 4.3.1 軸承填脂量確定56-57
• 4.3.2 軸承跑合方案確定57
• 4.4 不同填脂量下軸承性能試驗57-64
• 4.4.1 試驗步驟57-58
• 4.4.2 填脂量對軸承溫度和軸承力矩的影響58-60
• 4.4.3 填脂量對軸承振動性能的影響60-64
• 4.5 四種高速潤滑脂軸承性能試驗64-68
• 4.6 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75

【參考文獻】

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本文編號：1005835