【摘要】：數(shù)控端面外圓磨床關(guān)鍵技術(shù)之一是砂輪架的設(shè)計(jì),而主軸和軸承是砂輪架的關(guān)鍵部分。本文主要研究主軸軸承系統(tǒng)剛性問題。主軸軸承系統(tǒng)剛性是指在磨削力或傳動(dòng)力作用下抵抗變形的能力,包括主軸本身的剛性,軸承剛性和支撐部分的接觸剛性。剛性過低,則會(huì)導(dǎo)致降低磨削效率、加工精度和工件表面質(zhì)量,引起直波形和螺旋線缺陷。提高靜壓軸承的剛性一般通過增加油的粘度、供油壓力和減小軸承間隙,其中減小軸承間隙是提高軸承的油膜剛性的最有效方法,但是軸承間隙減小后,軸承變形量如果超過軸承間隙,則會(huì)導(dǎo)致軸承間隙內(nèi)的油膜遭到破壞,無法產(chǎn)生壓力差并且損傷主軸軸承系統(tǒng),所以研究主軸軸承系統(tǒng)的剛性就顯得尤為重要。本文以液體靜壓軸承為研究對(duì)象,首先根據(jù)理論公式分析液體靜壓軸承的靜態(tài)性能,為后續(xù)研究工作奠定了基礎(chǔ)。其次,通過流體力學(xué)軟件ANSYS workbench的CFX模塊對(duì)液體靜壓軸承進(jìn)行流體分析,得到液體靜壓軸承的壓力場和溫度場分布,接著進(jìn)行流體-固體耦合分析,得到壓力場與溫度場對(duì)主軸軸承系統(tǒng)剛性的影響,然后進(jìn)行優(yōu)化編程對(duì)靜壓軸承的幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn),并且對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行流體分析及流體-固體耦合分析,驗(yàn)證改進(jìn)后結(jié)構(gòu)的合理性。最后,研究優(yōu)化后主軸軸承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,即在考慮壓力和溫升的情況下,對(duì)液體靜壓軸承進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析、模態(tài)分析及諧響應(yīng)分析,考慮壓力與溫度對(duì)靜壓軸承系統(tǒng)固有頻率的影響,得到靜壓軸承的幅頻特性云圖。通過分析結(jié)果可知壓力場對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的剛性情況影響很小,提出了實(shí)際生產(chǎn)時(shí)候控制靜壓軸承的溫度重要性,并從主軸回轉(zhuǎn)摩擦功率損耗、油泵功率損耗和油泵的機(jī)械與液壓損失等幾方面分析了與溫度上升的關(guān)聯(lián)性。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG596

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本文編號(hào)：2760441