本文關(guān)鍵詞：基于PM流量控制器的磨床主軸靜壓軸承的研究

  更多相關(guān)文章： 液體靜壓軸承 PM流量控制器 靜態(tài)特性 動態(tài)特性 主軸靜剛度

【摘要】：作為主軸系統(tǒng)中起支承作用的關(guān)鍵零部件,液體靜壓軸承在高效精密機(jī)床上的應(yīng)用越來越廣泛。節(jié)流器是液體靜壓軸承的重要壓力補(bǔ)償元件,使靜壓軸承具有一定的承載能力并能適應(yīng)載荷的變化。PM流量控制器是一種供油預(yù)壓預(yù)調(diào)節(jié)型的單面薄膜節(jié)流器;流過PM流量控制器的流量隨著油腔壓力的升高而增加,從而適應(yīng)了外負(fù)載的變化,使得軸承支承間隙的油膜厚度近乎維持不變,具有了很大的油膜剛度。正是由于PM流量控制器這種獨(dú)特的流量壓力特性,使用PM流量控制器能獲得大約4倍于毛細(xì)管節(jié)流器的油膜剛度。本文將PM流量控制器用于靜壓軸承,分析了基于PM流量控制器的液靜壓軸承靜動態(tài)性能,為靜壓軸承的實(shí)際設(shè)計(jì)提供了理論參考。本文的主要研究內(nèi)容有:(1)對PM流量控制器薄膜變形的機(jī)理進(jìn)行了探究,得到薄膜變形與油腔壓力的關(guān)系式;接著將PM流量控制器用于無周向回油槽四腔向心靜壓軸承,并進(jìn)行了基于PM流量控制器的液靜壓軸承理論研究,導(dǎo)出了軸承靜態(tài)特性——油膜剛度和承載力的計(jì)算式;最后數(shù)值分析了軸承7個設(shè)計(jì)參數(shù)對其靜態(tài)特性的影響,為基于PM流量控制器的液靜壓軸承設(shè)計(jì)提供了參考。(2)分析了基于PM流量控制器的液靜壓主軸靜剛度,以及傳動力方向、工作端懸伸長度、前后軸承支撐跨距、供油壓力和比流量對主軸靜剛度的影響;提出了改善主軸靜剛度的措施。(3)為了研究基于PM流量控制器的液靜壓軸承動態(tài)特性,由流量平衡方程和主軸運(yùn)動微分方程聯(lián)立建立靜壓軸承系統(tǒng)運(yùn)動狀態(tài)方程組,并將方程組線性化,再由Laplace變換得到線性化下液體靜壓支承系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。接著,對靜壓軸承系統(tǒng)分別施加階躍載荷和正弦載荷,利用Matlab Simulink在時域和頻域內(nèi)分別研究靜壓軸承系統(tǒng)的動態(tài)特性。(4)對靜壓軸承溫升和主軸轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,得到軸承溫升隨著主軸轉(zhuǎn)速的升高而增加的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：液體靜壓軸承 PM流量控制器 靜態(tài)特性 動態(tài)特性 主軸靜剛度
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG580.23
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 符號物理含義表11-16
• 第1章 緒論16-22
• 1.1 課題研究的背景和意義16-17
• 1.2 液體靜壓軸承的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.1 液體靜壓技術(shù)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 節(jié)流器的研究18-19
• 1.2.3 液體靜壓軸承靜動特性的研究19-20
• 1.3 課題來源與研究內(nèi)容20-22
• 1.3.1 課題來源20
• 1.3.2 本文的主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 液體靜壓軸承的性能計(jì)算基礎(chǔ)22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 靜壓軸承的補(bǔ)償元件22-26
• 2.2.1 無補(bǔ)償元件條件下油墊和油泵直接相連的支承22-23
• 2.2.2 補(bǔ)償元件的作用及種類23-25
• 2.2.3 液體靜壓軸承中常見的節(jié)流器25-26
• 2.3 PM流量控制器簡介26-29
• 2.4 液體靜壓支承的性能計(jì)算方法29-32
• 2.4.1 平面油腔單元的承載能力和油膜剛度29-30
• 2.4.2 對稱布置的多墊支承的總剛度30-31
• 2.4.3 圓柱面靜壓向心軸承的油膜剛度和承載力計(jì)算原則31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 基于PM流量控制器的液靜壓軸承性能分析33-55
• 3.1 薄膜變形的機(jī)理探究33-39
• 3.1.1 空間問題的基本方程33-34
• 3.1.2 薄板的小撓度彎曲理論34-36
• 3.1.3 圓形薄板彎曲問題的求解36-39
• 3.2 基于PM流量控制器的液靜壓軸承基本理論研究39-43
• 3.2.1 薄膜與圓臺間隙hc的確定39-40
• 3.2.2 基于PM流量控制器的靜壓軸承油膜剛度和承載力計(jì)算40-42
• 3.2.3 薄膜厚度和變形系數(shù)的計(jì)算42-43
• 3.3 軸承流量、功耗和溫升的計(jì)算43-45
• 3.3.1 流量的計(jì)算43
• 3.3.2 功耗的計(jì)算43-44
• 3.3.3 溫升的計(jì)算44-45
• 3.4 液靜壓軸承設(shè)計(jì)參數(shù)對軸承靜態(tài)特性的影響45-54
• 3.4.1 軸流封油邊系數(shù)對軸承靜態(tài)特性的影響47-48
• 3.4.2 周流封油邊系數(shù)對軸承靜態(tài)特性的影響48
• 3.4.3 潤滑油動力粘度對軸承靜態(tài)特性的影響48-50
• 3.4.4 初始油膜間隙對軸承靜態(tài)特性的影響50-51
• 3.4.5 液阻比對軸承靜態(tài)特性的影響51
• 3.4.6 供油壓力對軸承靜態(tài)特性的影響51-52
• 3.4.7 比流量對軸承靜態(tài)特性的影響52-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第4章 PM流量控制器靜壓主軸的靜剛度55-65
• 4.1 磨削力的計(jì)算55-57
• 4.2 主軸受力分析57-59
• 4.3 主軸的系統(tǒng)剛性59-62
• 4.4 影響主軸靜剛度的因素62-63
• 4.4.1 傳動力方向?qū)χ鬏S靜剛度的影響62
• 4.4.2 工作端懸伸長度和支撐跨距對主軸靜剛度的影響62-63
• 4.4.3 供油壓力及比流量對主軸靜剛度的影響63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 第5章 基于PM流量控制器的靜壓軸承動態(tài)特性研究65-80
• 5.1 概述65-68
• 5.1.1 動態(tài)特性65-66
• 5.1.2 載荷分類66
• 5.1.3 在階躍載荷作用下的過渡過程66-68
• 5.1.4 在正弦載荷作用下的動態(tài)性能68
• 5.2 靜壓軸承系統(tǒng)運(yùn)動狀態(tài)方程組的建立68-70
• 5.3 線性化下液體靜壓支承系統(tǒng)的傳遞函數(shù)70-74
• 5.4 靜壓軸承系統(tǒng)動態(tài)性能的時域分析74-77
• 5.4.1 敏感油路體積對靜壓軸承過渡過程的影響74-75
• 5.4.2 供油壓力對靜壓軸承過渡過程的影響75-76
• 5.4.3 比流量對靜壓軸承過渡過程的影響76
• 5.4.4 初始油膜間隙對靜壓軸承過渡過程的影響76-77
• 5.5 靜壓軸承系統(tǒng)動態(tài)性能的頻域分析77-79
• 5.5.1 供油壓力對靜壓軸承系統(tǒng)頻率特性的影響77-78
• 5.5.2 比流量對靜壓軸承系統(tǒng)頻率特性的影響78-79
• 5.6 本章小結(jié)79-80
• 第6章 液體靜壓軸承溫升測量80-82
• 6.1 靜壓軸承溫升測量實(shí)驗(yàn)研究80-81
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>80
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)原理和方案80-81
• 6.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析81
• 6.2 本章小結(jié)81-82
• 結(jié)論與展望82-85
• 1 結(jié)論82-83
• 2 展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間參與的研究課題)89-90
• 致謝90

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1 梁敏超;;靜壓軸承的一種新節(jié)流方法 環(huán)向縫隙節(jié)流[J];航空工藝技術(shù);1981年05期

2 穆恩隆;;磨機(jī)動靜壓軸承[J];建材工業(yè)信息;1984年14期

3 于亞非;;混合型靜壓軸承[J];機(jī)械制造;1989年02期

4 孫洪江,蘇發(fā);靜壓軸承在精密機(jī)床中的應(yīng)用[J];煤礦機(jī)械;2003年01期

5 毛宇;過慶明;;關(guān)于靜壓軸承油膜測厚的試驗(yàn)研究[J];齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào);2007年03期

6 馮素麗;李志波;宋連國;劉剛;;大型靜壓軸承工作狀態(tài)的數(shù)值模擬[J];金屬礦山;2008年07期

7 郝勝強(qiáng);張新宇;吳士海;曹鐘宇;;球磨機(jī)靜壓軸承油膜溫度場數(shù)值模擬與分析[J];遼寧科技大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

8 余之泳;采用靜壓軸承來提高鏜孔精度[J];組合機(jī)床譯叢;1973年S2期

9 ;150毫米空氣靜壓軸承的加工[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1977年Z1期

10 ;空氣靜壓軸承在幾種磨床改裝上的應(yīng)用[J];機(jī)床與液壓;1978年06期

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1 陶繼忠;趙午云;彭萬歡;羅宏;徐剛;汪法根;;高精度空氣靜壓軸承的研制[A];2006年中國機(jī)械工程學(xué)會年會暨中國工程院機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)部首屆年會論文集[C];2006年

2 姚亞斌;;淺談靜壓軸承在頂磨裝置中的安裝與調(diào)試[A];2007年全國機(jī)電企業(yè)工藝年會《星火機(jī)床杯》工藝創(chuàng)新發(fā)展綠色制造節(jié)約型工藝有獎?wù)魑目萍颊撐募痆C];2007年

3 王貴林;李圣怡;粟時平;;基于超精密應(yīng)用的多孔質(zhì)水基靜壓軸承研究[A];面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀(jì)的生產(chǎn)工程”學(xué)術(shù)會議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會論文集[C];2001年

4 丁振乾;鄧乃揚(yáng);張建中;沈家騏;楊有，

本文編號：909206