本文關(guān)鍵詞：高速重載靜壓推力軸承潤(rùn)滑性能預(yù)測(cè)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大尺度重型立式車床是中國(guó)裝備制造業(yè)的代表性產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用于能源、交通、重型機(jī)械、航空、國(guó)防和船舶制造等國(guó)家的重要工業(yè)領(lǐng)域,靜壓推力軸承是重型數(shù)控加工設(shè)備的核心部件,其性能的優(yōu)劣將直接影響其加工精度和操作效率。靜壓支承主要的特點(diǎn)是摩擦系數(shù)小、承載能力高、工作臺(tái)啟動(dòng)力矩小,并且工作壽命較長(zhǎng)。隨著高速切削技術(shù)的快速發(fā)展,旋轉(zhuǎn)機(jī)械越來(lái)越趨向于高速、高效、重載和高精度,同時(shí)也需要高精度、低功耗的軸承作為系統(tǒng)支承件。靜壓推力軸承的可靠性和使用壽命對(duì)整個(gè)機(jī)床的工作性能具有重大的影響,然而在高速重載工況下,力變形和熱變形使間隙潤(rùn)滑油膜的形狀變得十分復(fù)雜,致使油流狀態(tài)、基本假設(shè)和邊界條件都發(fā)生很大變化,難以用經(jīng)典潤(rùn)滑理論的性能計(jì)算公式來(lái)精確預(yù)測(cè)高速重載條件下油膜的潤(rùn)滑性能,所以對(duì)靜壓推力軸承在高速重載條件下的潤(rùn)滑性能預(yù)測(cè)研究是十分必要的。本文以高速重載立式數(shù)控車床靜壓推力軸承為研究對(duì)象,根據(jù)實(shí)際尺寸建立環(huán)形腔結(jié)構(gòu)靜壓推力軸承的三維模型,推導(dǎo)油腔的承載能力、油腔的壓力、油腔的總功耗和油膜的溫升等方程,根據(jù)靜壓技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)理論,應(yīng)用Ansys cfx軟件對(duì)間隙油膜溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,按照靜壓推力軸承實(shí)際工作的情況,計(jì)算不同轉(zhuǎn)速下工作臺(tái)和底座的對(duì)流換熱系數(shù)。以工作臺(tái)和底座的十二分之一模型作為仿真對(duì)象,依據(jù)摩擦學(xué)、傳熱學(xué)和彈塑性變形理論,采用Ansys Workbench軟件把間隙潤(rùn)滑油膜的壓力場(chǎng)和溫度場(chǎng)作為體載荷,分別施加到工作臺(tái)和底座的相應(yīng)接觸面上,施加約束和邊界條件,得到不同轉(zhuǎn)速下靜壓支承的熱-力耦合變形。最后根據(jù)工作臺(tái)和底座的總變形,給出實(shí)際工作中間隙油膜真實(shí)形狀的預(yù)測(cè)模型,為以后油膜潤(rùn)滑機(jī)理的研究和變形問(wèn)題的解決奠定良好基礎(chǔ)。在齊重?cái)?shù)控公司進(jìn)行的5米立車工作臺(tái)提速實(shí)驗(yàn),采集不同轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)和底座的溫度數(shù)據(jù),把仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證仿真分析的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：靜壓推力軸承 對(duì)流換熱系數(shù) 溫度場(chǎng) 變形場(chǎng) 預(yù)測(cè)模型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG659;TH133.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的來(lái)源及研究的目的和意義10-12
• 1.1.1 課題的來(lái)源10
• 1.1.2 研究的目的和意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外靜壓推力軸承的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 計(jì)算流體力學(xué)與液體靜壓潤(rùn)滑17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 牛頓粘性流體定律17-18
• 2.3 計(jì)算流體力學(xué)18-23
• 2.3.1 計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展18-19
• 2.3.2 流體潤(rùn)滑基本方程組19-22
• 2.3.3 控制方程的求解問(wèn)題22
• 2.3.4 物理邊界條件和初始條件22-23
• 2.4 液體靜壓支承23-27
• 2.4.1 液體靜壓支承潤(rùn)滑原理23-25
• 2.4.2 液體靜壓潤(rùn)滑支承特性25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 重型靜壓推力軸承溫度場(chǎng)的數(shù)值預(yù)測(cè)研究28-45
• 3.1 引言28
• 3.2 對(duì)流換熱與對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算28-35
• 3.2.1 對(duì)流換熱現(xiàn)象28-29
• 3.2.2 對(duì)流換熱過(guò)程的分類29
• 3.2.3 影響對(duì)流換熱的因素29-30
• 3.2.4 對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算30-35
• 3.3 ANSYS軟件簡(jiǎn)介35-36
• 3.4 靜壓支承溫度場(chǎng)數(shù)值研究36-38
• 3.4.1 導(dǎo)熱微分方程的推導(dǎo)36-37
• 3.4.2 初始條件和邊界條件37-38
• 3.5 工作臺(tái)和底座的溫度場(chǎng)數(shù)值研究38-44
• 3.5.1 導(dǎo)入模型和網(wǎng)格劃分38-39
• 3.5.2 設(shè)置初始條件和邊界條件39-40
• 3.5.3 油膜溫升理論計(jì)算40-41
• 3.5.4 工作臺(tái)和底座的溫度場(chǎng)分析結(jié)果41-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 重型靜壓推力軸承變形場(chǎng)的數(shù)值預(yù)測(cè)研究45-56
• 4.1 引言45
• 4.2 熱彈性力學(xué)的平衡微分方程45-46
• 4.3 彈性力學(xué)的平衡微分方程46-47
• 4.4 靜壓支承變形場(chǎng)計(jì)算47-53
• 4.4.1 設(shè)置初始條件和邊界條件47-48
• 4.4.2 靜壓支承變形場(chǎng)結(jié)果分析48-53
• 4.5 油膜潤(rùn)滑的預(yù)測(cè)模型53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第5章 試驗(yàn)驗(yàn)證研究56-62
• 5.1 引言56
• 5.2 試驗(yàn)裝置56-57
• 5.3 試驗(yàn)研究方法57-58
• 5.3.1 檢驗(yàn)關(guān)鍵部件57
• 5.3.2 精調(diào)工作臺(tái)底座57-58
• 5.3.3 試驗(yàn)步驟58
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析58-61
• 5.4.1 導(dǎo)軌的溫度58-60
• 5.4.2 底座各面的溫度60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66-67
• 致謝67

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 崔錫重;;一個(gè)支點(diǎn)上安裝兩個(gè)同型號(hào)的向心推力軸承的新的計(jì)算方法[J];延邊農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào);1990年04期

2 ;新型彈性推力軸承[J];石油化工設(shè)備技術(shù);1995年02期

3 王銳昌,張素君;等溫狀態(tài)下新型動(dòng)壓推力軸承承載力計(jì)算[J];鞍鋼技術(shù);2000年04期

4 王銳昌;熱流狀態(tài)下新型動(dòng)壓推力軸承壓力場(chǎng)的計(jì)算[J];鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);2000年02期

5 杜偉;汽輪機(jī)推力軸承損壞原因分析及建議[J];大氮肥;2000年05期

6 李秀來(lái);推力軸承的鎖緊[J];印刷世界;2003年09期

7 郅剛鎖,馬希直,朱均;推力軸承油膜溫度場(chǎng)的可視化研究[J];重型機(jī)械;2003年03期

8 雷善義,江波,許澍華;套筒式串聯(lián)推力軸承組的研究[J];橡塑技術(shù)與裝備;2003年12期

9 高炯;;對(duì)環(huán)狀磁流體推力軸承的特性分析[J];浙江絲綢工學(xué)院學(xué)報(bào);1984年03期

10 錢祥瀽;光滑平面推力軸承的熱流體動(dòng)力特性[J];華東化工學(xué)院學(xué)報(bào);1985年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳軍令;武中德;于秋敏;;三峽推力軸承試驗(yàn)研究[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

2 鄧波;陳堅(jiān);周少華;朱杰;;大型立式推力軸承研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[A];2009全國(guó)大型泵站更新改造研討暨新技術(shù)、新產(chǎn)品交流大會(huì)論文集[C];2009年

3 張鵬順;葉宗浩;;大型推力軸承的實(shí)測(cè)及其瓦變形的分析和計(jì)算[A];第二次全國(guó)摩擦磨損潤(rùn)滑學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1979年

4 劉從民;王繼志;姜忱;李永海;周世昌;;圓形與扇形可傾瓦推力軸承潤(rùn)滑性能的比較[A];第五屆全國(guó)摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1992年

5 陳渭;J．Glienicke;朱均;;考慮推力軸承影響的單質(zhì)量轉(zhuǎn)子振動(dòng)分析[A];第五屆全國(guó)摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1992年

6 王曉寧;李寶清;楊艦;徐其福;王蘊(yùn)善;王玉蘭;;330MW汽輪發(fā)電機(jī)組可傾瓦推力軸承設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A];中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)透平專業(yè)委員會(huì)2012年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2012年

7 梁湘燕;徐艷茹;陳堅(jiān);古智生;袁世娟;桂江峰;;大型立式水泵機(jī)組推力軸承軸向負(fù)荷的分析與計(jì)算8[A];2009全國(guó)大型泵站更新改造研討暨新技術(shù)、新產(chǎn)品交流大會(huì)論文集[C];2009年

8 陳志瀾;呂新廣;朱均;;三維傳熱對(duì)推力軸承潤(rùn)滑性能影響的研究[A];第四屆中國(guó)軋機(jī)油膜軸承技術(shù)研討會(huì)論文集[C];1998年

9 謝明春;王小靜;高嶸;于茂華;;推力軸承試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[A];第八屆中國(guó)軋機(jī)油膜軸承技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

10 馬玉林;;氣體靜壓微溝推力軸承載荷-軸系伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的研究[A];摩擦學(xué)第三屆全國(guó)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集流體潤(rùn)滑部分（Ⅱ）[C];1982年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 宋亞平　記者 薛婧;哈電機(jī)巨型推力軸承填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白[N];黑龍江日?qǐng)?bào);2011年

2 記者 朱會(huì)倫;我國(guó)建成世界上最先進(jìn)高轉(zhuǎn)速推力軸承試驗(yàn)臺(tái)[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

3 朱會(huì)倫;高轉(zhuǎn)速推力軸承試驗(yàn)臺(tái)投用[N];中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)報(bào);2011年

4 周慧;德陽(yáng)東方電機(jī)高速重載推力軸承試驗(yàn)臺(tái)啟動(dòng)[N];四川科技報(bào);2011年

5 本報(bào)通訊員 宋亞平 記者 由慶祝;1000兆瓦水輪發(fā)電機(jī)推力軸承在哈電機(jī)制成[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2011年

6 記者 路曉冰;世界最先進(jìn)水輪發(fā)電機(jī)推力軸承試驗(yàn)臺(tái)完成試臺(tái)[N];中國(guó)電力報(bào);2011年

7 宋亞平　記者 王方遒;世界最大水輪機(jī)關(guān)鍵技術(shù)在哈突破[N];哈爾濱日?qǐng)?bào);2011年

8 戴耀南;當(dāng)修不修 釀成事故責(zé)任在己[N];中國(guó)船舶報(bào);2002年

9 王月明 路奎華;銑面機(jī)主軸推力軸承在線故障診斷[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 黃濱;推力軸承三維熱彈流潤(rùn)滑性能及其振動(dòng)噪聲特性研究[D];浙江大學(xué);2013年

2 寇尊權(quán);不均勻磁化對(duì)永磁推力軸承及其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)性能影響的研究[D];吉林大學(xué);2006年

3 于曉東;重型靜壓推力軸承力學(xué)性能及油膜態(tài)數(shù)值模擬研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2007年

4 張艷芹;重型靜壓推力軸承綜合物理場(chǎng)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2009年

5 韓桂華;重型數(shù)控車床靜壓推力軸承油膜控制研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 �？仔�;基于邊界元法的流體動(dòng)力潤(rùn)滑推力軸承靜、動(dòng)特性研究[D];鄭州大學(xué);2015年

2 劉賓賓;離心壓縮機(jī)軸位移故障機(jī)理研究[D];北京化工大學(xué);2015年

3 邱志新;高速重載靜壓推力軸承潤(rùn)滑性能預(yù)測(cè)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

4 吳庚洋;固定斜面瓦推力軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2014年

5 柳飛;水電機(jī)組推力軸承穩(wěn)定狀態(tài)油膜特性研究[D];華中科技大學(xué);2008年

6 裴延濤;磁懸浮推力軸承機(jī)電結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)研究[D];大連交通大學(xué);2010年

7 徐曉秋;回油槽結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)靜壓推力軸承內(nèi)部流場(chǎng)影響研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2012年

8 代燕杰;磁懸浮推力軸承的電磁性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];山東大學(xué);2008年

9 賀煥源;分離式波箔氣體動(dòng)壓推力軸承靜特性分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

10 田豐君;超聲波推力軸承理論及實(shí)驗(yàn)的初步研究[D];吉林大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：高速重載靜壓推力軸承潤(rùn)滑性能預(yù)測(cè)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：442862