隨著制造業(yè)的快速發(fā)展,高速加工技術(shù)以其加工速率高、加工質(zhì)量好等優(yōu)點逐漸應(yīng)用于車輛、船舶、磨具和高檔數(shù)控機床等行業(yè)。高速電主軸作為高檔數(shù)控機床的核心部件,它的性能的好壞直接影響機床的加工效率。隨著《中國制造2025》相關(guān)政策的提出,對制造業(yè)邁向高效智能化的要求越來越多,高檔數(shù)控機床在未來發(fā)展的過程中也將面臨越來越多的挑戰(zhàn),其中,高檔數(shù)控機床中高速電主軸的發(fā)熱及熱位移問題就是首先要解決的問題之一。本文以170SD30電主軸為研究對象,通過閱讀相關(guān)文獻,了解電主軸內(nèi)部結(jié)構(gòu)及生熱、散熱基本原理,在此基礎(chǔ)上,建立電主軸溫度測試試驗平臺與電主軸傳熱模型,具體研究工作如下:（1）搭建電主軸溫度測試平臺,對水冷系統(tǒng)中的冷卻水流量、冷卻水溫度和油-氣系統(tǒng)中的壓縮空氣進氣壓力進行試驗研究。在主軸轉(zhuǎn)速12000r/min,環(huán)境溫度16℃的初始條件下,分析三個冷卻系統(tǒng)參數(shù)對電主軸的降溫效果,得到在冷卻水流量為0.4m3/h,冷卻水水溫15℃,壓縮空氣進氣壓力為0.36MPa時,冷卻系統(tǒng)對電主軸的降溫效果最佳。（2）基于電主軸生熱、放熱理論及電主軸溫度測試試驗,建立了電主軸傳熱模型,模型耦合了電主軸功率輸入方程... 

【文章來源】：沈陽建筑大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 高速電主軸結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)
        1.2.1 電主軸的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 電主軸基本參數(shù)
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 高速電主軸發(fā)展趨勢
        1.3.2 高速電主軸溫度場研究現(xiàn)狀
        1.3.3 高速電主軸熱位移研究現(xiàn)狀
    1.4 論文研究的主要內(nèi)容
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 本文主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 電主軸溫度測試試驗
    2.1 電主軸及其溫度測試系統(tǒng)
        2.1.1 水冷系統(tǒng)組成
        2.1.2 油-氣潤滑系統(tǒng)組成
    2.2 試驗條件及操作步驟
    2.3 冷卻系統(tǒng)參數(shù)對電主軸溫度影響試驗
        2.3.1 冷卻水流量的影響試驗
        2.3.2 冷卻水水溫的影響試驗
        2.3.3 進氣壓力的影響試驗
    2.4 本章小結(jié)
第三章 高速電主軸傳熱模型的構(gòu)建
    3.1 高速電主軸生熱和散熱
        3.1.1 高速電主軸生熱量
        3.1.2 高速電主軸熱傳遞形式及散熱系數(shù)
    3.2 高速電主軸溫度場控制方程
        3.2.1 導(dǎo)熱微分方程
        3.2.2 導(dǎo)熱問題的定解條件
    3.3 高速電主軸傳熱模擬過程
        3.3.1 定義全局參數(shù)
        3.3.2 創(chuàng)建幾何模型
        3.3.3 定義材料屬性
        3.3.4 物理場選擇及邊界條件確定
        3.3.5 網(wǎng)格劃分
        3.3.6 計算求解
        3.3.7 后處理
    3.4 本章小結(jié)
第四章 電主軸溫度分布及其影響因素分析
    4.1 冷卻水流量的試驗驗證
    4.2 1/4電主軸內(nèi)部溫度分析
    4.3 高速電主軸溫升影響因素分析
        4.3.1 冷卻水流量對電主軸溫升的影響
        4.3.2 主軸轉(zhuǎn)速對電主軸溫升的影響
        4.3.3 磨削力對電主軸溫升的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 磨削力參數(shù)對電主軸熱位移影響的模擬分析
    5.1 磨削力參數(shù)定義
        5.1.1 磨削力
        5.1.2 模型構(gòu)建
    5.2 模型建立
        5.2.1 模型假設(shè)
        5.2.2 電主軸內(nèi)部壓縮空氣的動量守恒方程
        5.2.3 電主軸能量守恒方程
        5.2.4 模擬方法
    5.3 基于磨削力參數(shù)的轉(zhuǎn)軸熱位移分析
        5.3.1 轉(zhuǎn)軸的溫度場分析
        5.3.2 轉(zhuǎn)軸的位移場分析
        5.3.3 磨削力對電主軸溫升及轉(zhuǎn)軸熱位移的影響
        5.3.4 轉(zhuǎn)軸軸線在Z方向上的位移量分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
個人簡介
作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高速電主軸靜剛度仿真與實驗研究[J]. 崔方圓,李言,俞嘉藝,湯奧斐,李鵬陽,韓麗麗.  機械強度. 2017(04)
[2]基于熱變形分析的液體靜壓電主軸系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化[J]. 顏超英,劉江南,劉艷萍,寧朝陽.  機械強度. 2017(01)
[3]高速電主軸冷卻系統(tǒng)DOE優(yōu)化[J]. 郭偉科,吳智恒,雷群,羅良傳,梁瀾之.  機械研究與應(yīng)用. 2016(06)
[4]高速電主軸熱形成機理與影響因素分析[J]. 康輝民,張朝星,劉艷余,許功元,胡斌梁.  機械研究與應(yīng)用. 2016(06)
[5]高速磨削電主軸熱-結(jié)構(gòu)耦合有限元分析與仿真[J]. 王鵬,李文斌.  機械設(shè)計與制造. 2016(12)
[6]新型點磨削砂輪磨削力模型及試驗研究[J]. 尹國強,鞏亞東,溫雪龍,張益闊,程軍.  機械工程學(xué)報. 2016(09)
[7]高速電主軸熱特性仿真與實驗研究[J]. 張宸菥,陳立芳,王維民,劉福國.  北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(06)
[8]基于ANSYS的高速角接觸球軸承溫度場分析[J]. 劉曉衛(wèi),王崴,王慶力.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2015(03)
[9]負載情況對電主軸溫度場瞬態(tài)影響的有限元分析[J]. 王可,劉繼行,孫興偉.  機床與液壓. 2015(04)
[10]精密主軸熱變形誤差的實驗研究[J]. 岳鵬飛,李小虎,韓禮艷,李歡鋒,袁勝萬.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2014(11)

博士論文
[1]數(shù)控機床主軸系統(tǒng)多物理場耦合熱態(tài)特性分析研究[D]. 鄧小雷.浙江大學(xué) 2014
[2]高速電主軸動力學(xué)分析與實驗研究[D]. 孟杰.重慶大學(xué) 2008

碩士論文
[1]高速銑削電主軸熱特性分析及熱誤差補償方法研究[D]. 徐文龍.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[2]高速陶瓷電主軸的熱態(tài)性能分析與優(yōu)化[D]. 劉嘉兵.燕山大學(xué) 2016
[3]高速、高精度數(shù)控銑床電主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及其性能研究[D]. 陳麗婷.浙江大學(xué) 2016
[4]高速電主軸熱特性分析及試驗研究[D]. 張政.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]內(nèi)置式電主軸動態(tài)及熱—結(jié)構(gòu)耦合特性的研究[D]. 時玉冰.河北工程大學(xué) 2015
[6]五軸機床熱誤差機理與綜合誤差補償策略研究[D]. 叢長龍.長春工業(yè)大學(xué) 2015
[7]電主軸電磁振動與損耗關(guān)系實驗與仿真分析[D]. 閻銘.沈陽建筑大學(xué) 2014
[8]考慮軸承磨配間隙的高速電主軸靜動態(tài)特性分析[D]. 王德帥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[9]電主軸熱特性仿真分析及實驗研究[D]. 馬向楠.沈陽建筑大學(xué) 2014
[10]高速銑削電主軸動態(tài)熱態(tài)特性分析及實驗研究[D]. 李超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3054960