【摘要】： 透平式氣馬達是氣馬達的一種,其工作原理是通過噴嘴將空氣的流動能直接轉變成工作輪的機械能。透平式氣馬達具有能容比大,輸出軸速度高,可改變噴嘴數(shù)目來調節(jié)功率等優(yōu)點,多用于高轉速、恒負載工況。本文針對擺角銑頭主軸驅動用透平式氣馬達葉柵的氣動設計和數(shù)值模擬展開研究。 本文首先對透平式氣馬達葉片流道的氣動性能進行了一元理論計算和氣動參數(shù)的設計,得出了葉片流道的進出口速度及其方向角、各部分損失系數(shù)以及葉輪的理論輪周效率、理論流量等參數(shù)。 本文對不同進氣角(20 ~25 )情況下的平面葉柵進行了造型設計,在此基礎上得到了葉片的三維幾何模型,為有限元模型的建立打下基礎。 本文應用計算流體動力學(CFD)軟件Fluent6.3對透平式氣馬達葉柵的氣動性能進行數(shù)值模擬,并對透平式氣馬達葉柵進行變參數(shù)研究。通過對不同參數(shù)組合下的葉柵數(shù)值模擬結果的分析對比,得出葉柵氣動性能隨不同葉柵幾何參數(shù)(進氣角、葉片數(shù)、葉片高度、葉片頂部徑向間隙、沖角)變化的規(guī)律,進而得出透平式氣馬達葉柵的最佳參數(shù)組合。 本文確定的最佳參數(shù)組合葉柵滿足擺角銑頭工作力矩的設計要求,并存在較大裕度。 通過對高轉速、小尺寸透平式氣馬達葉柵氣動性能的數(shù)值模擬研究,本文發(fā)現(xiàn)了這種葉柵的一些獨特之處,并對此做出了分析,為透平式氣馬達動態(tài)效應的研究打下了基礎。
【圖文】：

總產值、產品銷售收入均首次突破 1500 億元，超過但我國高端機床產品仍嚴重依賴進口。尤其在超精密產產品品種單一，各項性能指標均大大落后于國外產國外對我國進口限制的產品范疇，該類產品的關鍵技際機床制造行業(yè)發(fā)展日新月異，功能部件發(fā)展迅速，產業(yè)，機床配套件產業(yè)的發(fā)展有力地推動了機床主機的提高，并大大縮短了主機的生產周期，降低了生國家行業(yè)管理部門將發(fā)展數(shù)控機床功能部件及形成專發(fā)展重點之一。數(shù)控銑頭是五軸聯(lián)動數(shù)控機床的核心術密集型產品，它不僅技術含量高，而且市場前景十近年來技術競爭的前沿和熱點，目前國內僅有少數(shù)幾軸聯(lián)動數(shù)控機床進行著探索性的研制，但由于某些關其可靠性、質量、精度等方面都難以與國外產品相比研制不過關，已成為當前制約我國高檔數(shù)控機床發(fā)展頭（如圖 1-1 所示）是數(shù)控銑頭的一種，是用于制造

銑頭主軸驅動用透平式氣馬達葉柵的氣動設計和數(shù)值模擬平式氣馬達概述達（air-motor）是將壓縮氣體的壓力能裝換為機械能的能作原理可分為容積式和透平式（渦輪式）兩大類[10]。透和工作原理類似于透平機械（turbo-machinery）。透平機葉片機械、渦輪機械，是一大類動力機械的總稱。透平機透平和燃氣透平，其作用是將高溫高壓的氣體（蒸汽或燃轉換為機械能[11]。式氣馬達一般通過噴嘴噴出的高速氣體沖擊葉輪葉片將氣作輪的機械能，其工作原理如圖 1-2 所示。透平式氣馬達，輸出軸速度高，可以改變噴嘴數(shù)目來調節(jié)功率；缺點為低、逆轉復雜，在工況急劇變化時會降低效率，低速時于高速、恒負載工況[10]。擺角銑頭用于超精密加工，切高，，因此用透平式氣馬達作為其主軸驅動部件較為合理。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH138.51

【引證文獻】

相關會議論文 前1條

1 連紅奎;顧春偉;李錫明;徐志明;葉鐘;;有機朗肯循環(huán)透平設計與分析[A];2010’第五屆綠色財富（中國）論壇會刊[C];2010年

相關博士學位論文 前1條

1 李杰;大高徑比霍爾推力器的理論與實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

本文編號：2675522