高速电主轴用球轴承油气润滑温度场仿真与实验研究

基于局部热源计算轴承内部生热,考虑不同转速计算油气润滑下轴承滚道表面对流换热系数,采用Mixture多相流模型结合RNG k-ε湍流模型和Fluent软件动网格技术,建立球轴承两相流场模型,求解得到电主轴球轴承油气润滑温度场,分析轴承内部温度分布,给出最佳供油量的确定方法。对某高速电主轴用球轴承进行了油气润滑两相计算,结果表明:随着转速增大,轴承总摩擦生热率急剧增大,且转速越大,增长幅度越大;给定工况存在最佳供油量,且最佳供油量随转速增大而增大。最后通过电主轴轴承实验证明了该模型对油气润滑模拟的可靠性。     

油气润滑参数对高速电主轴热特性影响的试验研究

为研究油气润滑参数对高速电主轴热特性的影响,在考虑气流压力和供油量2个因素下对高速电主轴进行热特性正交试验。结果表明:供油量对温升指标的影响最大,气流压力影响次之,二者的交互因素对温升指标的影响比较小。获得了最佳水平组合,得到了不同水平组合下电主轴各方向的热变形;分析电主轴各方向热变形不同的原因,得到在实际加工中应该重点控制主轴Z方向热变形量的结论。     

水润滑高速电主轴轴承零泄漏密封结构设计与仿真分析

文章设计一种新型的迷宫密封与高压气体密封相结合的密封方式,利用Gambit和Fluent相关计算流体动力学软件,基于两相流和瞬态模型模拟新型密封方式的密封原理,分析该系统的内部流场和压力分布。根据不同入口压力和密封间隙条件下的气液两相图,进行对比分析,确定最优密封压力和密封间隙。分析结果表明该非接触、动力密封结构密封效果良好,为水润滑高速电主轴轴承密封结构的设计提供了新的思路。     

油气润滑技术在首钢冷轧机轧辊轴承上的应用

介绍了油气润滑系统在首钢6H3C单机架可逆式冷轧机工作辊、中间辊、支撑辊轴承上的应用情况;给出了润滑油量、给油间隔时间等参数的计算公式;阐述了油气润滑技术的设计要点。并分析了油气润滑技术存在的缺陷。     

TH6213加工中心主轴轴承油气润滑参数试验研究

针对TH6213加工中心,基于响应面法试验设计方案,分析压缩空气流量、供油时间间隔、喷嘴出口内径和润滑油黏度等主要参数对主轴轴承油气润滑效果的影响。试验结果表明:压缩空气流量和供油时间间隔及其交互作用对油气润滑效果影响显著,喷嘴出口内径和润滑油黏度对油气润滑效果影响较小,交互作用可忽略。供油时间间隔和润滑油黏度交互作用也可忽略。压缩空气流量80 L/min,供油时间间隔1. 5 min,喷嘴出口内径2 mm,润滑油黏度2×10~(-5)m~2/s时,轴承温升最低。最佳供油量400 mm~3/h。研究结果对于寻求最佳油气润滑效果具有重要意义。     

织构型水润滑推力轴承软弹流润滑分析及多目标协同优化

目的 提高以水作为润滑介质的织构型非金属推力轴承的润滑性能,为水润滑推力轴承的优化设计提供参考.方法 基于计算流体力学方法建立织构型水润滑推力轴承的流体动压润滑模型,采用双向流固耦合方法计算润滑流场与材料变形之间的相互作用.随后,以承载力最高和摩擦力最低为目标,采用响应曲面与非支配排序遗传算法相结合的多目标协同优化方法,对4种非金属材料的织构型推力轴承进行优化.结果 随着轴承材料弹性模量的降低,轴承内最高压力值逐渐降低,最大变形逐渐增加,且最优织构覆盖率值逐渐减小.当织构覆盖率为20％时,轴承材料对最优织构深度值无明显影响;当织构覆盖率增至40％及以上时,随着轴承材料弹性模量的降低,最优织构深度值逐渐增加.在同一轴承材料下,最优织构参数之间相互影响,随着织构覆盖率的增加,最优织构深度值逐渐增大.对于碳化硅陶瓷和尼龙等弹性模量较大的轴承材料,优化后,轴承内流体最高压力明显提升;对于超高分子量聚乙烯和赛龙等弹性模量较小的轴承材料,优化后,高压区面积明显增大.结论 轴承材料对轴承润滑性能及最优织构参数均有明显影响,且最优织构参数间相互影响.经过对织构型水润滑推力轴承的多目标协同优化,轴承润滑性能明显改善.     

HDBS系列高速卧式加工中心电主轴油气润滑系统

随着加工中心机床向着高速化发展,油气润滑已成为高速加工中心电主轴最理想的润滑方式.文章介绍了一种应用于高速加工中心电主轴的油气润滑方法,有效的解决了高速加工中心机床电主轴的轴承润滑及冷却问题,对其他机床的电主轴设计具有一定的借鉴及指导作用.     

油气润滑技术在轧机上的应用

普通的油雾、喷油等润滑方式已不能适应现代轧机的需要。油气润滑技术因其具有无污染、耗油量低、设备运行成本低等优点得到迅速推广应用。     

电机后置式电主轴热态特性的分析与研究

文章提出了一种新型电主轴结构,并对该电主轴在油脂润滑和油-气润滑条件下轴承的温升进行了计算与分析,最后对轴承球材料和润滑方式的选择提出了一些建设性意见.     

油气润滑技术在板坯连铸机上的应用

通过对板坯连铸机轴承润滑现状的分析,提出了解决方案,并应用在板坯连铸机上,解决了轴承润滑不良问题.本文重点介绍了油气润滑的原理及改造过程中技术要点.     

气体静压轴承技术及其在电主轴上的应用

简述了气体静压轴承的工作原理、类型、特点、用途以及研究现状，概括了气体静压轴承性能分析方法、工程设计方法以及当前的研究热点。最后介绍了气体静压电主轴及其应用的国内外现状。     

滑动轴承贫油润滑特性分析

基于广义Reynolds方程,建立圆柱滑动轴承贫油润滑模型,分析了入口油膜厚度对滑动轴承贫油润滑性能的影响。数值计算结果表明:在载荷和转速不变时,供油条件明显影响油膜收敛区的油膜厚度、承载力等参数;随入口油膜厚度的增加,滑动轴承承载区油膜厚度、端泄流量、有效承载面积增加,而轴承偏心率和油膜起始角随供油量的增加而减小。     

高速电主轴热—结构特性研究

文章讨论了对CX8075车铣复合加工中心高速电主轴的建模,并利用有限元软件ABAQUS分析其热—结构特性,得到电主轴系统的温度分布和热变形情况,为进一步研究机床的热误差提供了理论依据。     

电主轴热特性分析与基于自然指数的热误差建模

提出了一种基于自然指数的数控机床电主轴热误差建模方法。通过对电主轴结构及温度场的分析,得到用于电主轴热特性有限元分析的几何模型和热边界条件,利用ANSYS对电主轴进行热特性有限元仿真分析,得到电主轴的稳态温度场与稳态变形场。电主轴任意转速下的热误差可通过自然指数模型来描述,但需要确定任意转速下的热平衡时间常数和稳态热误差两个参数,为此给出了两个参数的计算方法。在一台加工中心上进行任意转速下的电主轴热误差测量实验,结果表明：自然指数模型具有很好的鲁棒性和很高的准确性。     

高速电主轴热态性能的有限元分析及温升控制

针对高速加工中心电主轴电机内置的特点,分析了电主轴的各种热源并计算了发热量,建立了电主轴热态特性的有限元模型,在有限元软件Ansys中对电主轴的热态特性进行分析,得出电主轴稳态温度场分布图,为冷却系统的设计提供了理论基础。采用热电偶对电机定子的温度进行检测,通过PLC的控制可对冷却系统的水流速度进行适时调节,加强对流换热的作用,进而加强电主轴的冷却效果。     

管内的油-气两相流动的程序设计和计算

针对管道中的油-气两相流动,基于均相流模型,使用Fortran语言编制程序,采用SIMPLE算法,对管道的各个方程进行离散化,并对其模型进行求解,得到管内的速度场和压力场的分布,通过图形化的方式将管内的各个参数显示.为了开发管内两相流动的软件,对自行编制的程序所计算出的结果与Fluent软件的计算结果进行了比较,通过比较可以看出,建立的数学模型能够较好地描述管内的压力和温度的分布,其计算精度可以达到90%,能够较好地反映管道内流体的流动情况.     

车削中心用电主轴的研制

介绍车削中心用电主轴的特征,从轴承选用及润滑方式、电机的选用、冷却装置的设计等方面论述CKH7250型车削中心用电主轴的研制与开发。     

优化拟静力学模型的主轴轴承动态特性分析

借鉴Jones的球轴承拟静力学研究方法,耦合球滚动体与滚道间的润滑油的影响因素、保持架与球滚动体之间的相互作用,以及保持架与引导套圈之间的动压润滑作用,建立了优化拟静力学分析模型。与Jones的拟静力学模型的仿真结果和实验结果对比显示,所建立的拟静力学模型准确可行。在此基础上,利用所建立的优化拟静力学模型,针对不同工况,对球与滚道间的油膜状况、保持架的受力等轴承的动态特性参数进行了分析。结果表明：转速对球与内、外套圈的油膜厚度的影响大于载荷的影响;在转速从小到大变化时,保持架与球之间的法向载荷、流体动压油膜对保持架的作用力出现由从大到小,逐渐趋于平稳的变化规律;当轴向载荷增大时,则有逐渐减小的趋势。