超高速磨削實(shí)驗(yàn)機(jī)床液體動(dòng)靜壓混合軸承的熱態(tài)特性研究.pdf

1、超高速磨削是一項(xiàng)先進(jìn)的磨粒加工技術(shù)，可以顯著提高生產(chǎn)效率和表面加工質(zhì)量，是當(dāng)前磨削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。超高速磨削主軸技術(shù)是超高速磨削的關(guān)鍵技術(shù)之一，超高速磨削機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主軸要求達(dá)到很高的回轉(zhuǎn)精度，關(guān)鍵在于所采用的精密軸承。液體動(dòng)靜壓軸承有較高的剛度和回轉(zhuǎn)精度，適用于超高速磨削機(jī)床。但是，由于液體動(dòng)靜壓軸承采用液壓油，當(dāng)在高速下工作時(shí)，發(fā)熱量較大，隨著系統(tǒng)溫度的升高，零件的熱變形變大，導(dǎo)致機(jī)床加工精度降低，系統(tǒng)的熱態(tài)特性變差。另一方面，潤(rùn)滑油

2、溫度的升高會(huì)導(dǎo)致粘度的下降，從而導(dǎo)致油膜承載能力下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致軸承失效。迄今為止，人們對(duì)超高速磨削機(jī)床的液體動(dòng)靜壓混合軸承的熱態(tài)特性仍缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，因而極大地限制了液體動(dòng)靜壓混合軸承的有效應(yīng)用。
　　 影響主軸系統(tǒng)工作精度的關(guān)鍵因素并不是溫升，而是溫度場(chǎng)的分布。如果系統(tǒng)的溫升較高，但只要溫度梯度不大，系統(tǒng)各點(diǎn)的溫差不大，那么因溫升引起的誤差也不會(huì)很大。因此，研究動(dòng)靜壓混合軸承中溫度場(chǎng)的分布成為熱態(tài)特性研究中的重點(diǎn)。

3、　　 本文建立了求解液體動(dòng)靜壓混合軸承溫度場(chǎng)分布的數(shù)學(xué)模型。模型包括廣義Reynolds方程、三維能量方程、固體熱傳導(dǎo)方程、油膜厚度方程和粘溫關(guān)系。分析了液體動(dòng)靜壓混合軸承的發(fā)熱原理，以及計(jì)算發(fā)熱量的方法，確定液體動(dòng)靜壓混合軸承熱態(tài)特性分析方法。
　　 在理論分析的基礎(chǔ)上，利用商用流體仿真軟件FLUENT進(jìn)行數(shù)值模擬，獲得了軸承油膜的溫度場(chǎng)分布。建立了油膜的有限元模型，對(duì)不同轉(zhuǎn)速下油膜中溫度場(chǎng)的分布情況做了研究。得到了一些有意