三支承车床主轴的刚度及参数优化

对三支承车床主轴从辅助支承发生作用的条件出发,假设3个支承在载荷作用下的变形呈线性关系,由此对辅助支承约束力求解,从而将超静定问题转化为静定问题,得到了主轴端部柔度(刚度的倒数)计算公式,然后根据主轴部件设计的需要,采用遗传算法对主支承跨距、辅助支承跨距和传动力作用位置等参数进行综合优化,对三支承结构的机床主轴设计有一定的参考意义。     

不等封油边腔内孔式回油静压轴承

腔内孔式回油静压轴承[1]和不等封油边静压轴承[2],都是采用固定节流形式,利用主轴受载后的挠度来提高轴承油膜刚度的静压轴承。这两种轴承,当主轴直径为一定,在两支承跨距及外伸长度大的情况下使用,可获得很高的刚度,甚至到无穷大。然而在一般中小型机床中,支承跨距和外伸长度     

磨削车床主轴用的静压轴承

莫斯科机床工具研究所同莫斯科机器制造厂联合研制了一种分开式静压轴承装置,用以支撑主轴并进行主轴内锥孔的磨削。截至1984年初总共加工主轴零件90000余根,从未发现主轴和轴承有擦伤的痕迹。把主轴安放在这种静压轴承内加工,尽管被加工主轴与轴承之间存在着较大间隙,由于主轴与轴承之间形成的油膜消除了余隙,主轴的位置精度和旋转精度可达到1～2级。除此之外,由于主轴与轴承之间有一层油膜,它的粘度和弹性模量较大,大大吸收了震动能量,轴承工作稳定性高,改善了主轴的加工质量。磨削时不用冷却液,减少了技术上的困难,防止了油从轴承中溢出,外界磨料粉尘也不易进入到轴承内,     

SIU250T卧车主轴静压轴承受力分析

由于机床采用恒压力静压轴承,即供油压力一定、通过节流器的调节使得主轴在承受外载荷的情况下处于轴承中心。静压轴承系统无法提供足够的油膜刚度以克服主轴的抗弯曲刚度,使得轴承与轴之间没有刚性的油膜进行支撑,进而造成主轴与轴承摩擦。所以对主轴静压轴承进行受力分析、校核计算,可确定其改造方向。     

静动压轴承的原理及其应用

近几年来,静动压轴承的研制成功,为精密机床主轴系统提供了新型的轴承。该轴承兼有静压轴承和动压轴承的优点。笔者将台阶式油楔静动压轴承的原理,应用于精密磨床砂轮主轴轴承的改装中,取得了较好的效果。一、台阶式油楔静动压轴承图1为台阶式油楔静动压轴承的结构简图。h_0为轴承封油面和主轴间的半径间隙,h_1为轴承油腔表面与主轴间的深度。压力油P_s进入轴承的环槽中,通过油腔h_1和间隙h_0沿轴向流出轴承,回到油池. 1.静压效应的形成如图2a,当主轴中心与轴承中心相重合时,压力油P_s通过上下油腔的压降相等,压力分布如图所示。其中,P_上=P_下,因此轴承上下油腔作用在主轴上的     

基于有限元流固耦合方法的高速空气主轴特性分析

采用有限元流固耦合法对高速大功率空气静压电主轴特性进行有限元分析研究,得到电主轴特性的理论数据.对全支承型式的空气静压主轴刚度与传统的两支承型式的主轴刚度进行对比分析,为后续对轴承的支承结构和主轴的动静态特性进行优化提供必要的理论依据.     

静压气体轴承主轴系统回转误差的控制与补偿

为了提高主轴系统的回转精度,以数控机床静压气体轴承的主轴系统为研究对象,设计以静压气体轴承为主承载元件、主动磁轴承为辅助元件的主轴系统结构。对主轴回转误差的分离进行建模分析,利用主动磁轴承的可控性设计回转误差的控制和补偿方法,并用MATLAB仿真分析该方法对回转误差的补偿结果。结果表明,该主轴系统利用主动磁轴承(AMB)的可控性和静压气体轴承较高的回转精度,由磁轴承作为误差补偿机构,提高了主轴系统的回转精度。     

内反馈静压轴承原理及设计计算

一般的定压式静压轴承的节流器和轴承往往是两体的,因此通常称作为具有外部节流器的静压轴承。目前在机床上开始应用的内反馈静压轴承是一种新型的定压式静压轴承。它的结构是在轴承上,除了具有一般静压轴承的工作油腔外,还设有反馈油腔,它是利用反馈油腔的封油面和主轴之间的间隙来实现节流的,随着主轴上的负载变化,主轴和轴承的间隙也随之变化,因此它也属于可变节流,由于以上原因。它的油膜刚性要比固定节流(如小孔、毛细管节流式)大得多。同时由于具有节流作用的封油面周长较长,因此节流器堵塞的可能性就较小。     

分布式双向可倾瓦动静压推力轴承的静动特性研究

针对机床主轴对推力轴承的高刚度与高精度要求,用可倾瓦块代替部分静压油垫,提出了一种由可倾瓦块和静压油腔联合承载的分布式双向可倾瓦动静压推力轴承.首先建立了分布式双向可倾瓦动静压轴承的润滑模型,提出了基于平衡点性能合成的轴承静动特性计算方法.针对案例轴承对节流器的结构参数进行了优化,分析了载荷、转速、单边间隙和预负荷系数...     

采用粘度可控高水基液润滑的高速动静压陶瓷滑动轴承主轴设计

高速主轴作为高速高精密加工机床的关键技术,直接决定着机床的各项工作性能.文中提出一种对粘度一轴承间隙寻优,从而实现主轴高性能的高速高精密主轴设计方法,并设计出新型绿色、粘度可控的高水基液作为润滑剂,随后通过采用动静压陶瓷滑动轴承的高速主轴热弹流数值计算,确定了润滑剂粘度及主轴系统相关结构参数,最终完成了该高速主轴的结构设计.     

精密机床静压气体轴承静特性分析及基本参数的优化

对精密机床气体轴承静特性进行理论分析,运用有限元法将雷诺方程离散化,得到静压气体轴承的承载能力、刚度以及供气量的计算公式。对某精密机床小孔节流静压气体轴承的静态特性进行分析,得到供气压力、偏心率、节流孔直径和刚度以及承载能力之间的关系曲线;通过优化分析,得到精密机床主轴前后静压气体轴承优化的结构参数和操作参数。     

液体静压主轴液膜剪切模型重构与试验反求研究

液体静压轴承由于具有精度高、刚度高、减振性好和无磨损等优点,在精密超精密机床主轴中获得了广泛应用。但现有的基于液膜牛顿剪切假设的液体静压轴承设计理论在实际应用中与测试结果存在显著的差别,难以满足液体静压主轴精确定量设计的需要。在对液体静压主轴长期研究并跟踪其实际应用发现,按照最佳节流比原则设计的液体静压主轴,理论上的节流间隙和轴承流量等参数往往与实际采用或测试的参数存在显著差异,部分案例的差异达到40%以上。为了建立更精确的液体静压轴承设计理论,有必要对其基本假设——液膜牛顿剪切模型,进行重新研究。利用滚动轴承电主轴和液体静压轴承作为动力源和测试对象,建立了带回油槽的4腔液体静压轴承原理性试验台,利用该试验台进行了不同液膜间隙、不同轴颈表面粗糙度、不同转速和供油压力等条件下的轴承流量等参数试验,发现了不同参数条件下理论设计值和实际测试值的偏离规律。在此基础上,逆向重构了与试验测试结果吻合度高的液体静压轴承液膜压力流量模型,进而反求得到了数学形式上可能的液体静压轴承液膜剪切新模型;进一步通过对各类新模型物理意义的解读,选择确认了轴颈表面带滑移的液膜剪切模型。研究工作为进一步建立可准确进行...     

寄精度车床主轴的研常

随着用户对大型回转类零件的加工要求也越来越高,这就要求机床能够满足高速、重载、高精度及恒速切削。传统的机床主轴大多为长轴,两端轴承支撑,这种结构拆装不方便,很难保证工作台的几何精度,而且在安装和使用过程中主轴轴承间隙不方便进行调整,对于静压导轨的油膜刚度调整也非常困难。为了克服现有的车床主轴拆装不方便、间隙调整困难的不足,我们研制了一种高精度车床主轴,该车床主轴具有拆装方便、轴承间隙调整容易、加工精度低的特点。     

关于机床主轴部件静刚度的再研究

本文以三支承非卸荷阶梯型机床主轴为例，根据最小柔度法，考虑前支承反力矩和辅助轴承间隙后，进一步讨论了机床主轴部件最大静刚度的简易确定方法。     

液体静压轴承在曲轴磨床主轴改造中的应用

[1]问题的提出 　　我公司一台用于汽车大修的 MQ8260曲轴磨床，其主轴系三瓦动压轴承结构，因使用年限过大，已出现烧瓦现象。加之调整技术难度大和设备老化，致使精度降低，磨削曲轴达不到要求，需对主轴轴承进行修理或改造。 [2]方案的确定 　　(1)技术经济分析 采用静压技术改造主轴轴承，其费用开支相对换件修复要高一些，但静压轴承具有较高的性能价格比和免维护特性，加之设备老化和三瓦动压轴承精度相对较低，对原机床主轴轴承进行简单的修复意义不大。我们通过对市场的调研，决定采用岳阳机床主轴功能部件研究所的液体静压轴承对…     

超精密机床径推一体式空气静压轴承的静态特性(英文)

提出了一种新的径推一体式静压主轴支撑方式来优化机床主轴系统性能,以满足超精密飞切机床对气体静压轴承高刚度的要求.采用计算流体力学和有限体积法对气体静压轴承气膜内部的流场与压力场进行仿真,并研究其静态特性.为提高计算精度,完成了轴承宏观尺寸与气膜厚度相差几个数量级时气膜厚度方向2 μm间距的网格划分.仿真结果表明,在偏心状态下由于气膜压力的变化使节流孔气体流速在1～200 m/s内变化,机床所采用径推一体式轴承静态刚度达到3 508 N/μm.研究表明,通过增大轴承的供气压强和减小节流孔的直径可改善轴承的静态性能进而提升机床性能.     

新型静压轴承的优化设计与实验研究

高精度高效率机床要求主轴系统的刚度、回转精度高,动态特性、热稳定性好,可靠性及精度保持性好等。静压轴承可满足上述要求,因此被广泛采用。但上述要求与温升或功耗存在一定矛盾。本文通过对静压轴承的结构改进及其优化设计来实现既有高精度又有低温升的性能。一、轴承设计结构综合间隙节流具有不受温度影响、适宜用稀油、温升低、不易堵塞及腔内孔回油等优点。而不等轴向封油边轴承利用主轴挠曲的油压反馈具有提高轴承刚度的优点,并考虑在额定供油量范围适当增大流量来降低温升。本文综合上述优点设计出间隙节流比     

三支承机床主轴组件静刚度的简化计算与分析

针对三支承机床主轴刚度的实用计算问题,通过计算机的数值分析,推导出三支承主轴在任意负荷下的最佳跨距方程及其实用近似解法。并编制了求解最佳跨距的计算机程序。     

气体静压轴承与主动磁轴承混合支撑轴系结构设计及静态性能研究

针对由气体静压轴承作为支撑的气浮精密主轴存在承载力相对较小及可控性不高的问题,结合带有周向微通槽的气体静压轴承与基于增量式PID控制的主动磁轴承,设计一款气磁混合支撑主轴。为提高小孔节流气体静压轴承的承载力,将气体静压轴承内表面的稳压室用矩形、三角形、半圆形截面动压微通槽相连通,通过FLUENT仿真分析3种截面动压微通槽对轴承承载能力的影响;以主轴的回转精度为衡量标准,在Matlab Simulink中仿真分析增量式PID控制的主动磁轴承的性能。结果表明:3种截面动压微通槽能有效提高气体静压轴承的承载能力,其中同等条件下矩形截面效果最好,可使轴承的承载力提高54%;基于增量式PID控制的主动磁轴承能够有效提高主轴的稳态响应速度及回转精度,使其在启动40 s后保持0.2μm的回转精度。     

动静压轴承讲座：第一讲 概况

机床主轴系统的结构与精度,是保证机床性能的因素之一。无论是新机床制造还是旧机床的改造,主轴支承的研究与应用是一个重要的课题。 支承的种类很多,可分滚动轴承和油膜轴承两大类,油膜轴承分动压轴承、静压轴承和动静压轴承等。它们在不同的工况下发挥着各自的优势。 滚动轴承具有适应性强、结构简单和成本低廉等优点,使用量大面广。