高效精密动静压主轴热动力学耦合特性分析

针对采用液体动静压轴承支承的高效精密磨床砂轮主轴工作状况,在砂轮主轴静动态特性分析中,考虑了轴承油膜温升的影响。建立了轴承-油膜流固耦合模型,得到随主轴转速和供油压力的变化而改变的轴承油膜温升和动态轴承支承刚度,然后对主轴系统分别进行静态和动态分析,得到轴承油膜温升影响下的主轴静挠度、动挠度和主轴系统的固有频率。结果表明,对于高效精密磨床,轴承油膜的热特性对砂轮主轴系统的静挠度和动挠度具有显著的影响。     

空心圆柱滚子轴承在平面磨床上的应用

一、前言磨床中砂轮架(磨头)最关键的零件是主轴与轴承。轴承的好坏直接反映到主轴旋转精度和主轴轴承系统的刚性。由于砂轮架(磨头)转速较高,大部分砂轮架(磨头)都采用滑动轴承。在60年代末,由于静压轴承的诞生,使其在磨床上得到了广泛应用。随着滚动轴承制造精度的提高,滚动轴承也日渐应用在砂轮主轴上。而空心圆柱滚子轴承在我国刚开始应用。依据砂轮架(磨头)设计,应满足下列四点基本要求:     

基于热变形分析的液体静压电主轴系统参数优化

液体静压电主轴系统的热变形严重影响机床加工精度,有必要对电主轴系统热变形的影响因素进行分析,以减小系统的热变形量。利用有限元法,分析在工艺参数和结构参数不同取值条件下某液体静压电主轴系统的热变形情况,重点分析冷却水流量、轴承供油压力、主轴转速、轴承结构参数对主轴热变形的影响。结果表明,电主轴系统的最大变形出现在主轴前端安装砂轮处;冷却水流量和供油压力的改变对主轴前端面径向最大热变形的影响规律显示,当冷却水流量和供油压力达到一定值时,系统的热变形已得到有效控制,若再增大冷却水流量和供油压力,热变形量减少的幅度较小;在不同的主轴转速下,润滑油的流动状态不同,润滑油在紊流条件下的主轴前端面径向最大热变形超过层流条件下的2倍。运用均匀设计试验,得到轴承长径比和轴承轴向封油边长度的优化参数值,使主轴前端面径向最大热变形控制为最小。     

高速砂轮电主轴系统阶次振动研究

高速外圆磨床是航天领域高精度高表面质量零件的加工母机。高速砂轮电主轴是高速外圆磨床的关键部件,其动态性能决定了高速磨床的加工精度和表面质量。在高速砂轮电主轴使用过程中,发现其远低于临界转速时就发生了强烈的振动,导致零件的加工质量无法得到保证。基于此,提出了一种基于主轴模态和轴承振动阶次分析的高速砂轮电主轴的阶次振动分析方法。首先使用有限元建模分析得到主轴系统的固有频率和振型,再使用轴承振动阶次分析得到电主轴由于轴承制造误差所造成的振动阶次,最后用升速实验验证主轴系统的固有频率并依此得到轴承制造误差造成的主轴阶次振动及对应的振动转速。结果表明,高速砂轮电主轴的强烈振动是由于轴承外圈的制造误差产生的阶次振动所造成的。分析的结果为高速电主轴的结构和工艺的优化提供了理论依据。     

双支承无心磨床砂轮主轴结构的改进

分析现用双支承无心磨床砂轮主轴结构及其存在的问题,从主轴轴承的预紧和主轴的转速等方面提出了主轴结构的2种改进方案。     

多轴承支承主轴系统轴承磨损研究

为了明晰不同工况参数对主轴系统中轴承磨损的影响规律,定量各参数对轴承磨损的影响程度,开展了多轴承支承的主轴系统轴承磨损研究.首先介绍了考虑润滑状态的磨损系数计算方法,推导了角接触球轴承磨损深度计算模型;其次,基于系统模型获得的轴承滚动体的运动参数与接触参数计算了轴承内外滚道的磨损深度;最后,讨论了主轴转速、轴承安装角偏移、外载荷和轴承表面粗糙度对轴承磨损的影响.结果 表明,主轴转速对轴承磨损影响显著,转速改变导致了轴承磨损规律的较大差异;轴承不存在安装角偏移时,主轴系统中各轴承内外滚道磨损深度之和最小;外载荷的变化对轴承磨损影响微弱;表面粗糙度的增大能够显著增大轴承的磨损深度.     

大型船用凹凸轮磨床砂轮主轴系统设计

介绍了大型船用凹凸轮磨床砂轮主轴系统的设计过程.该砂轮主轴系统是在综合电主轴和传统磨床主轴优点的基础上提出来的一种新型的磨床高速砂轮丰轴系统.对主轴系统进行了临界转速的计算,并对砂轮主轴进行有限元分析.所设计的主轴系统为其它类型的高速磨床设计提供了一种可借鉴的结构形式.     

铣磨机主轴的有限元分析

利用ANSYS软件建立铣磨机主轴的三维实体仿真模型,采用COMBIN14单元模拟铣磨机主轴轴承的弹性支撑,进行相应的静动态特性分析,求解了主轴系统模态分析前6阶固有频率和振型,并计算出主轴的临界转速,得到谐响应分析中主轴在一定激振力下在不同位置处随频率变化的响应曲线,最后分析研究了轴承预紧力对主轴刚度的影响规律。结果表明所研究的铣磨机高速砂轮主轴能够满足设计要求。     

高速外圆磨床砂轮主轴系统动态特性研究

基于有限元素法,对高速外圆磨床砂轮主轴系统进行了动态特性分析。研究了不同主轴支撑刚度、轴承间距和陀螺效应对主轴组件系统动态特性的影响及其变化规律,为高速外圆磨床砂轮主轴系统结构的优化设计提供了理论依据和指导。     

无心磨床常用主轴轴承分析

对无心磨床的两种砂轮主轴轴承——动压滑动轴承和精密双列短圆柱滚子轴承的性能进行了分析，通过对砂轮主轴的回转精度、轴承刚度、热温升和热平衡时间的对比，得出了滚动轴承宜作为无心磨床的砂轮主轴轴承的结论。     

从内圆磨床主轴的发展浅谈主轴产品创新

1　轴承内圆磨削的特点轴承是应用最广的机械基础件之一 ,随着科学技术进步 ,要求轴承的精度及运转速度越来越高 ,轴承套圈内圆 (外圈内沟道及内圈内孔 )的磨削精度是决定轴承精度的重要因素之一 ,此外 ,轴承的规模生产还要求有高的生产效率 ,这些都需要提高砂轮的磨削精度。由于轴承套圈内圆直径的限制 ,使得砂轮的直径不可能很大 ,因此 ,提高砂轮的转速即磨床主轴的转速 ,就成为提高砂轮磨削速度的唯一途径。2　内圆磨床主轴的发展过程图 1所示是内圆磨床主轴的发展过程示意图 ,可以看出 ,内圆磨床主轴大致经历了皮带轴(机械主轴 )、电主…     

基于金刚石微粉烧结棒的超硬砂轮修整试验研究

对金刚石微粉烧结棒修整树脂结合剂金刚石砂轮进行了试验研究。以反映砂轮平面度的端面跳动和径向跳动作为修整效率的评价依据 ,通过试验对比了主轴转速、砂轮组织参数和修整棒进给速度对砂轮修整效率的影响 ,认为低主轴转速下修整棒对金刚石砂轮的修整效率较高、砂轮参数对修整效率的影响很小以及修整棒进给速度与修整效率呈非线性关系     

基于金刚石微粉烧结棒的超硬砂轮修整试验研究

对金刚石微粉烧结棒修整树脂结合剂金刚石砂轮进行了试验研究.以反映砂轮平面度的端面跳动和径向跳动作为修整效率的评价依据,通过对主轴转速、砂轮组织参数、修整棒进给速度3个方面进行对比试验,得出了以下结论:低主轴转速下修整棒对金刚石砂轮的修整效率较高,砂轮参数对修整效率的影响很小以及修整棒进给速度与修整效率呈非线性关系.     

精密成形磨齿机砂轮主轴系统的结构优化分析

以精密成形磨齿机的砂轮主轴系统为研究对象,应用基于有限元理论的ANSYS软件,建立了有限元三维仿真计算模型,研究了不同的轴承支承方式,得出了砂轮主轴静刚度与轴承刚度的非线性关系;分析了不同轴承组配方式的受力不均现象,明确了它们的优缺点;进行了基于静刚度的支承跨距优化计算,指明了跨距优化的方向;应用模态分析的方法计算出了主轴系统的各阶固有频率及其振型。基于上述研究,完成了对砂轮主轴系统的静动态特性的分析,形成了一整套的结构优化分析技术,提出了具有实际意义的结构优化意见。     

砂轮主轴摆动对磨削表面粗糙度的影响

降低磨削表面粗糙度，一直是磨削领域的研究课题之一。砂轮主轴摆动对磨削表面粗糙度的影响，亦需进行深入研究。砂轮不平衡量不仅使主轴平动，还造成其摆动。因此，它不仅产生加工表面波纹度，而且还影响表面粗糙度，有时甚至产生拉毛现象。一、理论分析具有不平衡量的砂轮，在高速旋转时将引起主轴系统及砂轮架的振动，其动力学模型可简化为如图1所示。图中r为砂轮架与导轨间的阻尼系数；K；为砂轮架进给机构丝杠的刚度；K。、K分别是主轴轴承刚度；a为砂轮中心面和前轴承的距离；l为主轴支承轴承跨距；b为前轴承和主轴摆动中心间距离；…     

普通磨床应用短三块塑料轴瓦的试验

我们学习上海机床厂磨床研究所应用塑料轴瓦的经验,在普通平面磨床上采用尼龙1010工程塑料轴瓦代替砂轮主轴的铜瓦进行试验,取得较好的效果。一、试验情况试验是在一台自制的仿M7140A平面磨床上进行的。砂轮主轴转速为2880转/分,主轴直径为55毫米。砂轮架和轴承结构尺寸都     

磨床砂轮架的抗振优化设计

本文用结构动力学的分析方法对外圆磨床砂轮架进行分析研究，将其取为具有集中参数且计及砂轮主轴柔度的四自由度振动系统。并取系统动柔度作为目标函数，以主轴跨距、砂轮和皮带轮的悬伸长度、轴承径向刚度、横进给机构的刚度和阻尼诸因素进行回归正交设计，建立了多元线性回归方程，且在此基础上用梯度法寻优，最后确定了砂轮架的抗颤振优化设计参数值。     

支承轴承对高速主轴系统特性的影响

结合轴系变形方程,对支承部位轴承与主轴的位移耦合以及对系统轴向力平衡条件进行了分析,提出用迭代法求解高速主轴系统刚度和临界转速的概念。计算结果表明,支承轴承的非线性对系统性能影响明显,当轴承预加轴向载荷增加时,轴承支承刚度增大,导致主轴系统刚度和临界转速随之增大。     

我国滚动轴承电主轴的发展

滚动轴承电主轴起源于内表面磨削技术的发展,在内表面磨削中,尤其是在轴承行业内表面磨加工领域内,砂轮直径受工件尺寸限制,不可能无限增大,而常规的机械主轴,传动速度比受机械传动限制,不可能很高.砂轮轴最高转速仅达30 000r/min,若以此速度去加工内径小于10mm的微型轴承内环内孔,其砂轮极限尺寸为φ8 mm.此时砂轮表面线速度仅为12.6m/s,而工频电机额定转速为3000r/min.要升速到30 000r/min,必须采用多级传动,这就造成机床布局的困难及砂轮主轴振动的先天不足.为解决轴承行业内表面磨削的技术难题.主轴行业发展了用于轴承内表面磨削的电主轴.     

直驱工件主轴传动链测试

工件主轴作为蜗杆砂轮磨齿机中的关键部件,其驱动精度和响应速度对整个机床至关重要,工件主轴采用直驱结构是为了达到现代数控蜗杆砂轮磨齿机高精度、高效率的加工要求,文中对直驱工件主轴在不同砂轮转速下的跟随误差及相应转速下工件主轴和砂轮主轴均匀性误差进行了测试,为砂轮主轴工作转速的设定提供了依据。