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主轴轴承热特性及对速度和动力学性能影响的研究

主轴轴承的摩擦热显著影响主轴单元的速度和动力学性能,是制约提高加工效率和精度的主要因素。建立热传递方程,计算轴承的摩擦热和温度分布,研究轴承的热特性,及其对速度和动力学性能的影响是一个具有理论和实际意义的重要课题。本文以传热学、滚动轴承摩擦学和转子动力学为理论基础,以GDZ48A型电主轴为例,建立了考虑摩擦热和预紧方式影响的主轴轴承拟动力学分析模型,分析了轴承的摩擦力矩、运动、载荷和刚度,研究了轴承的热特性、设计和应用参数对速度和动力学性能的影响,并进行了试验验证。研究内容包括:1)轴承的拟动力学分析:建立改进的拟动力学分析方法,考虑了摩擦热和预紧方式的影响,推导轴承的载荷、运动、位移、摩擦力矩和摩擦热等计算方程;2)轴承温度分布计算:应用传热学理论,建立了主轴单元的热传递模型,推导了热传递阻抗和热传递方程;3)轴承运转性能计算:实例计算与分析轴承的热特性、设计参数和预紧方式对运转性能的影响;4)轴承刚度分析和测量:应用Hert  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

机床主轴静—动—热特性及其对主轴变形的影响规律研究

主轴作为机床的核心部件,其性能是制约机床加工效率和精度的关键因素。主轴受初装预紧力的影响将产生接触变形和接触刚度,同时,随着转速和工况变化,摩擦热的产生又将改变初始变形条件对刚度产生进一步影响,而刚度是决定主轴动特性的关键参数。所以,变形是贯穿上述特性的重要因素,因此,把研究变形作为主要主线,以刚度为桥梁,系统研究主轴的静-动-热特性及其对包括主轴变形规律在内的综合特性的影响,具有重要理论意义和工程价值。本文以过盈接触理论、传热学、滚动摩擦理论和转子动力学为基础,以机械主轴为研究对象,提出主轴预紧-接触载荷-转速-温度梯度-刚度-固有频率之间的建模理论方法,并进行相关的仿真分析和实验验证,取得如下创造性成果:以赫兹接触理论为基础,建立主轴轴承的拟动力学分析模型,研究并得出主轴轴承(组)在预紧力作用下的接触载荷、接触位移、内外接触角、轴/径向位移和刚度等在静态和高速运转状态下的变化规律。基于摩擦学和传热学理论,建立主轴轴承系的摩擦...  (本文共165页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

基于轴承热位移的电主轴系统动态特性分析方法研究

高速加工是代表现代制造业发展趋势的一项新技术。高速机床是实现高速加工的装备基础。电主轴是高速机床的核心部件,其功能是带动刀具或工件高速旋转,实现高效精密加工。由于高速电主轴有轴承摩擦发热和电机损耗发热两大热源,使电主轴温升加剧,引起轴承预载荷的变化,从而影响轴承刚度、精度和寿命等。热变形问题已成为制约电主轴高速化的一大难题。因此针对高速电主轴热位移作用下动态性能的研究已成为电主轴开发工作的迫切需求。本文在分析计算电主轴热平衡温度场及轴承热位移的基础上,建立了考虑轴承热位移的角接触球轴承拟动力学模型,提出了轴承动态热态特性研究的数值方法。利用该模型及方法研究了轴承热位移对轴承内部结构参数及刚度的影响规律。结果表明,在热位移作用下,使得滚动体与内外圈接触角越来越趋于初始接触角,轴承刚度增加。此规律定位预紧较定压预紧明显。在以上研究基础上,进一步建立了基于Timoshenko梁理论的转轴模型,考虑轴承热位移的轴承刚度模型和HSK刀具系...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

《哈尔滨轴承》2017年01期
哈尔滨轴承

航空发动机主轴轴承滑蹭故障分析

Fault analysis of aircraft engine spindle bearing skidding damage1前言航空发动机主轴轴承是发动机的关键组件,工作条件恶劣,是发动机故障高发部位。飞机在飞行过程中,如果发动机主轴轴承发生故障,其后果不堪设想[1-3]。我国航空发动机主轴轴承设计技术起步较晚,虽然在80年代后期取得了较大发展,但与欧美等航空轴承强国相比,我国航空发动机主轴轴承研制在结构设计、轴承材料、试验手段等方面尚有较大差距,目前国内航空轴承存在的技术问题主要是尺寸稳定性差,新轴承工作面经常有划伤、压痕等表面损伤,同时寿命较短,这必然会对新型号发动机的研制造成一定消极影响,因此,深入研究航空发动机主轴轴承故障具有重要意义。2轴承故障种类轴承故障种类较多,依据故障发生的原因大致可以归结为工作条件、颗粒异物、轴承材料等3类[4,5]。第一类主要是由于轴承高温、高速、高DN值等恶劣工作条件引起,主要表现为...  (本文共4页) 阅读全文>>

《哈尔滨轴承》2016年03期
哈尔滨轴承

航空发动机主轴轴承质量控制研究

Quality control study of aircraft engine spindle bearing1前言航空发动机主轴轴承故障是发动机典型故障之一,主轴轴承工作条件恶劣,极易发生故障。飞机在飞行过程中,如果发动机主轴轴承发生故障,轻者影响到飞行任务的完成,重者造成机毀人亡的恶劣事故[1-3]。我国航空发动机主轴轴承制造技术起步较晚,虽然在80年代后期取得了较大发展,但与欧美等航空轴承强国相比,在结构设计、轴承材料、试验手段等方面尚有较大差距,目前,轴承试车后故障已经成为制约发动机生产交付的瓶颈问题之一,因此,对主轴轴承进行质量控制以提高轴承合格率很有必要。轴承故障种类较多,依据故障发生的原因大致可以归结到工作条件、颗粒异物、轴承材料3类[4,5]。第一类主要是由于轴承恶劣的工作条件如高温、高速、高DN值等引起,故障主要有打滑蹭伤、剥落、保持架和套圈断裂等;第二类主要是由于颗粒异物引起,主要有磨粒引起的损伤、压痕引起...  (本文共4页) 阅读全文>>

《机械工程师》2012年02期
机械工程师

重型落地铣镗床主轴轴承的选配

1引言数控落地铣镗床是采用当代机械、电气、液压等新技术设计而成的机床。此种机床也是适用范围大、功能广泛的重型通用金属切削机床。该机床具有自由伸出的主轴,能完成所需要进行的加工。主轴是铣镗床的关键件,也是机床的核心部件,机床精度的好坏最终体现在主轴的加工轨迹上;轴承是主轴部件的重要组成部分,对主轴部件的工作性能有很大的影响。主轴旋转精度的80%决定于配合件和其它构件的精确加工(指滚动轴承与主轴、支承孔座、定位及调整件的配合公差和制造精度),而其它20%则是通过轴承自身的精度来达到的,因此,针对主轴轴承要在合理的选配后进行装配。2选配方法和原则主要根据轴承的旋转精度与主轴精度的关系,轴承的配置和主轴端部振动的关系进行选配,具体如下:(1)向心轴承内、外圈径向振摆这是由于内、外圈的厚度不均匀和滚子尺寸不一致、滚道与内孔或者外圆不同心、滚道不圆及有波纹等所造成。主轴上的轴承一般都是内圈转动,外圈固定,主轴轴颈δδ滚动轴承内环O1O2O3...  (本文共2页) 阅读全文>>

《润滑与密封》1996年03期
润滑与密封

高速主轴轴承油气润滑的应用试验

1 前官 高速主轴轴承油气润滑技术是继油脂润-== WL入口灯0滑、喷油润滑、油雾润滑之后出现的又一新\口打一d——的润滑方法,其主要特征是利用压缩空气和 :工W==, 11定量油分配器向轴承提供所需要的精确微量 舌’一下r一一一润滑油,以减少因润滑油的搅动而产生的过 迂旦g多热量,降低轴承温升,提高速度参数d。N 图l 油气润滑原理图值,延长精度寿命。‘” 油气润滑应用试验机床主轴采用特制的 国外已将油气润滑技术广泛应用于机床 DZ60—105y油气润滑试验电主轴,设计转主轴中,在实践中显示出其优良的润滑效果 速60000~105000r/min,所用轴承为洛阳轴和高的可靠性(‘入‘jL‘1。本文介绍高速主轴轴 承研究所的主轴轴承 ZYS-B700lCwp4,承油气润滑技术的应用试验研究,并与油雾 速度参数dhN=1.ZX10‘。2.IX106mm·r/润滑进行了对比应用试验。min,结构如图2所示。前后轴承分别单独供2 杭脸...  (本文共3页) 阅读全文>>