液体静压主轴热态特性多物理场耦合仿真与实验研究

液体静压主轴热态特性多物理场耦合仿真与实验研究

论文摘要

液体静压主轴在加工过程中受热源影响发生热变形,会影响机床加工精度。针对一种超精密卧式辊筒加工机床的液体静压主轴,建立主轴生热与散热的理论模型,采用有限体积法与有限单元法建立主轴的流-热-固耦合仿真模型,考虑油膜区域散热条件,分析主轴工作到稳态下的温度场以及产生的轴向热误差,并通过试验验证仿真模型的正确性和准确性。应用该模型分析主轴转速、供油压力、液压油黏度、油膜间隙以及轴向封油边长度对主轴温升的影响。结果表明,主轴温升随主轴转速、液压油黏度、封油边长度的增大而增大,随供油压力、油膜间隙的增大而减小。因此,在满足主轴性能的前提下,使用较低的主轴转速、较大的供油压力,选择小黏度的液压油、较大的油膜间隙以及较短的封油边长度可以有效地降低主轴的温升。

论文目录

  • 1 主轴热态特性模型
  •   1.1 主轴的几何模型
  •   1.2 主轴生热与散热数学模型
  •     1.2.1 电机生热模型
  •     1.2.2 油膜生热模型
  •     1.2.3 散热边界条件
  • 2 主轴系统仿真分析
  •   2.1 油膜流体区域压力场与温度场仿真分析
  •   2.2 主轴固体区域温度场与结构场仿真分析
  • 3 试验验证
  • 4 主轴热态性能分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 尹承真,张连新,王宝瑞,阳红,李祥,管允劼

    关键词: 液体静压主轴,热态特性,流热固耦合,参数优化

    来源: 润滑与密封 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑,信息科技

    专业: 金属学及金属工艺,自动化技术

    单位: 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所

    基金: 国家自然科学基金项目(51305413),国家科技重大专项(2017ZX04022001-201),中物院超精密加工技术重点实验室基金项目(2D17002)

    分类号: TG659

    页码: 126-135

    总页数: 10

    文件大小: 4400K

    下载量: 93

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