本文關(guān)鍵詞：小型動(dòng)靜壓主軸承載特性仿真與實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：軸承是機(jī)床主軸的關(guān)鍵部件,直接決定主軸的效率和壽命,同時(shí)軸承對(duì)主軸的承載特性也起決定性作用。動(dòng)靜壓主軸將動(dòng)壓效應(yīng)與靜壓效應(yīng)結(jié)合應(yīng)用,構(gòu)成了一種新型主軸,其具有轉(zhuǎn)速高、啟動(dòng)力矩小、回轉(zhuǎn)精度高等特點(diǎn),對(duì)于提高我國(guó)機(jī)床產(chǎn)品的性能有著重要的作用。 我國(guó)當(dāng)前所研究的動(dòng)靜壓主軸軸徑基本都大于60mm,對(duì)于軸徑在25mm以下的小型動(dòng)靜壓主軸研究基本還是空白,同時(shí)傳統(tǒng)動(dòng)靜壓軸承油腔形狀為矩形。本文以軸徑為25mmm的小型動(dòng)靜壓主軸為基礎(chǔ),結(jié)合螺旋型油腔特點(diǎn),使用計(jì)算機(jī)仿真與承載實(shí)驗(yàn)兩種方法對(duì)主軸的承載特性進(jìn)行研究。本文的主要研究工作和成果如下： (1)研究小型動(dòng)靜壓主軸的工作原理,對(duì)小型動(dòng)靜壓主軸系統(tǒng)進(jìn)行受力分析,得出各軸承加載與軸承實(shí)際受力之間的關(guān)系,計(jì)算軸承的實(shí)際受力； (2)對(duì)小型動(dòng)靜壓主軸進(jìn)行三維建模,并通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真,分析供油壓力、偏心率、主軸轉(zhuǎn)速對(duì)承載特性的影響； (3)設(shè)計(jì)和搭建了用于小型動(dòng)靜壓主軸承載特性實(shí)驗(yàn)的加載裝置與位移測(cè)量裝置； (4)對(duì)于不同主軸轉(zhuǎn)速、供油壓力、徑向加載下的主軸位移進(jìn)行測(cè)量,研究主軸轉(zhuǎn)速、供油壓力、徑向加載對(duì)主軸位移、剛度的影響,并與仿真結(jié)果比較。結(jié)果顯示：供油壓力、偏心率對(duì)主軸的承載特性影響明顯；供油壓力不足時(shí),主軸轉(zhuǎn)速對(duì)承載特性影響明顯,供油壓力充足或過(guò)大時(shí),主軸轉(zhuǎn)速對(duì)承載特性影響較小；在偏心率大于某個(gè)臨界值時(shí),剛度會(huì)急劇增大,本軸承臨界值在0.7到0.8之間。 本文對(duì)具有螺旋型油腔的小型動(dòng)靜壓主軸進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真,并設(shè)計(jì)加載裝置與測(cè)量裝置進(jìn)行承載實(shí)驗(yàn)。本文的研究結(jié)果對(duì)小型動(dòng)靜壓主軸承載特性的研究與工程應(yīng)用有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)靜壓主軸 仿真 承載特性 螺旋型油腔
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 課題研究的背景和意義11-12
• 1.3 動(dòng)靜壓軸承簡(jiǎn)介12-14
• 1.4 國(guó)內(nèi)外動(dòng)靜壓軸承研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4.1 國(guó)外動(dòng)靜壓軸承研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)動(dòng)靜壓軸承研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 第2章 小型動(dòng)靜壓主軸油膜流場(chǎng)理論研究19-35
• 2.1 流體潤(rùn)滑基本理論19-22
• 2.1.1 潤(rùn)滑油的物理性質(zhì)19
• 2.1.2 層流與紊流19-20
• 2.1.3 流體流動(dòng)的連續(xù)方程20-22
• 2.2 動(dòng)靜壓軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理22-25
• 2.2.1 動(dòng)靜壓軸承22-24
• 2.2.2 動(dòng)靜壓軸承分類24-25
• 2.2.3 動(dòng)靜壓軸承的工作原理25
• 2.3 動(dòng)靜壓軸承流場(chǎng)理論計(jì)算25-29
• 2.3.1 軸承間隙計(jì)算25-27
• 2.3.2 雷諾方程的邊界條件27-28
• 2.3.3 承載力與偏位角計(jì)算28-29
• 2.4 螺旋型油腔流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與受力分析29-31
• 2.4.1 螺旋型油腔結(jié)構(gòu)29-30
• 2.4.2 螺旋型油腔受力分析30-31
• 2.5 小型動(dòng)靜壓主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)與受力分析31-33
• 2.5.1 主軸尺寸31-32
• 2.5.2 軸承受力分析32-33
• 2.6 本章小節(jié)33-35
• 第3章 小型動(dòng)靜壓主軸承載特性計(jì)算機(jī)仿真35-51
• 3.1 WORKBENCH仿真平臺(tái)概述35-36
• 3.2 流場(chǎng)建模與網(wǎng)格劃分36-40
• 3.2.1 油膜流場(chǎng)建模36-38
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分與邊界條件設(shè)定38-40
• 3.3 載荷施加與求解設(shè)置40-43
• 3.3.1 載荷施加40-42
• 3.3.2 求解設(shè)置42-43
• 3.4 計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果分析43-47
• 3.4.1 流場(chǎng)壓強(qiáng)44-45
• 3.4.2 流場(chǎng)速度45-47
• 3.4.3 流場(chǎng)承載力47
• 3.5 各參數(shù)對(duì)承載特性的影響47-49
• 3.5.1 主軸轉(zhuǎn)速對(duì)承載特性的影響48
• 3.5.2 供油壓力對(duì)承載特性的影響48-49
• 3.5.3 偏心率對(duì)承載特性的影響49
• 3.6 本章小節(jié)49-51
• 第4章 小型動(dòng)靜壓主軸承載實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)51-63
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)背景51-52
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)52-58
• 4.2.1 加載裝置方案設(shè)計(jì)與選定52-55
• 4.2.2 位移測(cè)量裝置方案選定55-58
• 4.3 總體實(shí)驗(yàn)方案與數(shù)據(jù)采集58-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第5章 小型動(dòng)靜壓主軸承載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析63-71
• 5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析63-68
• 5.1.1 徑向加載對(duì)承載特性的影響63-64
• 5.1.2 主軸轉(zhuǎn)速對(duì)承載特性的影響64-66
• 5.1.3 供油壓力對(duì)承載特性的影響66-67
• 5.1.4 偏心率對(duì)主軸剛度的影響67-68
• 5.2 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對(duì)分析68-70
• 5.2.1 主軸轉(zhuǎn)速對(duì)承載特性的影響69
• 5.2.2 供油壓力對(duì)承載特性的影響69-70
• 5.3 本章小節(jié)70-71
• 第6章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 附錄 A73-74
• 附錄 B74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：853918