机床主轴轴承热诱导预紧力及刚度计算与实验研究

为了研究机床主轴系统非均匀温升带来的热位移对轴承预紧力和动刚度的影响,建立了一种机床主轴系统热机耦合模型。在分析轴承摩擦损耗影响因素的基础上,确定了系统热载荷和边界条件,采用有限元方法求解了机床主轴瞬时温升和热变形,根据轴承载荷-位移关系式求解轴承的热诱导预紧力,基于改进的Jones模型计算了轴承径向刚度。最后,实验测定轴承预紧力,分析预紧力影响因素。理论计算与实验结果表明:在定位预紧下,主轴、隔圈、轴承座和轴承热位移会导致轴承预紧力和径向刚度的增加,且随着初始预紧力、转速和环境温度增加,预紧力变化幅值也增加。此外,局部冷却引起热位移的变化,从而改变轴承预紧力和径向刚度的变化规律。     

机床主轴-轴承系统热-力耦合模型及其动态性能研究

为了研究机床主轴系统在高速运转情况下的动态性能变化,建立了一种主轴-轴承系统的热-力耦合模型,该模型包括了主轴转子和轴承模型.采用有限元法得到主轴转子模型,该模型考虑了主轴的离心效应、陀螺力矩和轴承刚度软化效应.通过对Jones非线性轴承模型进行改进获得了轴承模型,它考虑了主轴与轴承的初始装配过盈量、离心力、温升等因素导致的轴承内圈径向变形及预紧力的变化.理论仿真结果表明:轴承内圈离心膨胀以及内外圈热膨胀会导致轴承刚度增大,而对于背靠背的轴承配置形式,热诱导预紧力会导致轴承刚度减小.此外,主轴离心效应比轴承的刚度软化对主轴-轴承系统动态特性的影响更明显.     

静压轴承—主轴系统静态性能的研究

本文以小孔节流四油垫静压轴承—主轴系统为例,研究了供油压力、主轴转速.主轴轴线倾斜、轴承流量等对静压轴承—主轴系统性能的影响:研究了静压径向轴承的静态性能的计算方法,并通过对一台MB1520型外圆磨床静压轴承—主轴系统的分析计算,获得了一些很有价值的结论.     

机床主轴系统设计参数确定方法的探讨兼探“最佳跨距”的应用范围

本文分析了机床主轴系统的设计参数的影响因素并提供选择方法,同时指出“最佳跨距”的应用范围有限。作者建议设计者可根据主轴端工作点允许挠度来确定支承跨距和相对应的轴承刚度值范围。为了简化计算,文中给出了δ_Σ—1关系曲线供设计者查用,并证明适当减小后轴承的刚度值不会带来较大的误差。     

基于压电陶瓷与柔性机构的高速机床主轴预紧控制机构设计

采用角接触轴承的机床高速主轴在转速上升过程中由于摩擦发热而使主轴温度不断上升,从而限制了机床转速范围的提高以及主轴的稳定性。预紧力的大小对机床主轴单元的工作温度有重要的影响,传统的预紧方式已不能满足高速化主轴的工作温度需要。本文选取7012C轴承为研究对象,在分析其不同转速下的最佳预紧力与轴向位移的基础上,设计一种新型预紧机构,以叠层压电陶瓷为驱动源,柔性机构为驱动机构。经仿真计算证明该预紧机构可行,其预紧机构的输出力与输出位移均可满足要求。     

双列圆柱滚子主轴轴承的装配和调整

<正>圆锥孔双列圆柱滚子轴承属于线性接触轴承,其承载能力和刚度高于点接触的角接触轴承,常用于载荷较大、要求刚度较高,而转速相对来说不很高的中、大、重型机床主轴系统中。本文主要讨论的就是用于主轴系统中的双列圆柱滚子轴承的装配调整方法。1主轴滚动轴承的选配。主轴和轴承都存在制造误差,这必然要影响主轴组件的旋转精度。在主轴组件装配时,若使二者的误差影响相互抵消一部分,则可进一步提高其旋转精度。由于滚动轴承内圈随主轴旋转,它的径向跳动(或称振摆)对轴承     

附加静压支承的静压轴承随动系统静态特性的分析计算

静压技术在我国机床行业及有关机械设备中已得到越来越广泛的应用。重型机床应用静压轴承能达到精度高、寿命长、起动功率小、减少停台维修时间等良好效果,但重型机床主轴受力大、挠度大。用增加主轴直经和增大供油系统的办法来解决挠度问题是不经济的,也受一定限制。因此,在重型机床中应用液体静压轴承必须寻求其他减少主轴挠度的措施。广州机床研究所曾试验了这样一个结构:在主轴受力一端加一附加静压支承,利用主轴上两个静压轴承的受力油腔压力随载荷增加而增加的特性,通过一个随动     

倒立式车磨复合机床运动精度的动力学

以倒立式车磨复合加工中心为研究对象,利用ADAMS软件构建了机床进给系统的多体动力学计算模型。通过对机床进给系统动力学仿真,得到主轴的位移、速度和加速度响应曲线,同时,分析了相关因素对机床运动精度的影响。研究结果表明:增大丝杠和轴承的轴向刚度以及导轨滑块之间的阻尼,减小鞍座质量都可以降低主轴进给运动的位移、速度和加速度波动,提高机床的运动精度。     

机床主轴支承对主轴系统静、动态特性的影响

本文研究了机床主轴滚动支承的某些重要因素,如前轴承类型、轴承预加负荷、支承数目、主轴二支承结构的支承跨距、主轴三支承结构的紧支承位置及支承跨距等对主轴系统静态和动态特性的影响。     

多支承轴系轴承受力与刚度的有限元迭代计算方法

为了准确计算多支承轴系中每一个轴承的受力与刚度,分析预紧力对轴承刚度的影响,提出了一种基于有限元分析的迭代计算方法.该方法考虑了主轴受载后轴承受力与刚度的相互影响关系,在轴系和单轴承的有限元模型中利用受力-变形-刚度关系式进行迭代求解,以此寻找轴承受栽后的平衡状态.通过与典型数值计算结果的比较可以看出,所提方法解算出了每一个轴承的受力和刚度,解决了多支承轴系的超静定问题和支承一轴承受力分配问题.通过轴承受载变形实验同时验证了方法的正确性.     

机床主轴回转精度微机测量和数据处理系统

本文以Apple-Ⅱ微机为基础,应用计算机辅助试验(CAT)技术,提出了一种高精度主轴回转精度在线测量和数据处理系统,该系统由标准球、通用仪器、微型机和成套数据处理软件组成。文中在采用统计消偏和改进单纯形方法的基础上,对数据处理和误差评定进行了探讨,将系统用于外圆磨床主轴回转精度的实际测量,给出了砂轮和工件主轴回转误差的处理结果,并进行了相应的分析。     

M1350型外圆磨床主轴及主轴轴承的研究和改造

介绍了M1350A型外圆磨床主轴及主轴轴承出现的故障,分析了故障的原因及解决的方法,探讨了主轴及主轴轴承的改造方法和改造后的使用效果。     

超高速磨床主轴动静压轴承的优化设计研究

阐述了超高速磨床磨头中使用液体动静压轴承的优点,综合分析了液体动静压混合轴承在高速磨头中的工况条件,基于具体实践和轴承性能数学模型,提出了一种崭新的实用化的高速液体动静压轴承的优化设计方法.     

高速磨床主轴系统液体动静压混合轴承的优化设计

阐述了高速磨床磨头中使用液体动静压轴承的优点 ,综合分析了液体动静压混合轴承在高速磨头中的工况条件 ,基于具体实践和轴承性能数学模型 ,提出了一种崭新的实用化的高速液体动静压轴承的优化设计方法     

隔热涂层对磨床主轴动静压轴承热变形的影响研究

为了减少热变形,提高高速精密磨床砂轮主轴系统的精度,将隔热涂层应用于深浅油腔动静压轴承.应用FLUENT和ANSYS两个有限元软件联合仿真分析了不同厚度与不同热导率的隔热涂层在不同的动静压轴承供油压力、主轴转速等因素下的轴承热-结构特性.结果表明:动静压轴承的温度和热变形以及它们的均布程度,都随着隔热涂层厚度的增大逐渐降低,随着隔热涂层热导率的减小而减小,随着轴承供油压力的增加而减小,随着轴承主轴转速的减小而减小;隔热涂层还具有均化轴承温度场和热变形分布的作用.高性能隔热涂层将明显降低轴承主轴热变形并且使其热变形均布,最终明显提高高速精密磨床砂轮主轴系统的加工精度.     

恒流供油液静压支承静态性能新表达式与应用

恒流供油液静压支承是液静压支承两大供油方式之一 ,主要特点是支承油囊的油直接由一个油泵供给而没有中间环节 ,因而系统非常简单也不会堵塞失效 ,但关于此类液静压支承的静、动态性能尚未见报道。本文提出了这类液静压支承的静态性能新表达式 ,计算结果证明 :它的静态与动态性能与恒压供油毛细管节流液静压支承近似 ,因此可以说静态性能欠佳 ,动态性能优良。由于这类液静压支承静态性能欠佳 ,在外加载荷作用下其轴心偏移偏大 ,因而不宜用于运动精度要求较高的机床。     

油膜轴承倾斜承载对冷连轧机启动的影响

针对某CVC带钢冷连轧机启动阶段支持辊油膜轴承静压承载能力不足的问题,应用流体润滑理论,建立了轴承倾斜工作下静压承载能力的全润滑系计算模型,分析了轧机压下倾斜、油泵功率和节流器液阻对轴承静压承载性能的影响. 计算结果表明,压下倾斜过大会造成轴套与衬套的轴线出现倾斜,进而导致轴承的静压承载能力急剧下降,是造成轴承寿命缩短、连轧机启动频繁失败的根本原因. 在实际生产中,限定了轧机压下倾斜设定值上限,增大了润滑油黏度,从而有效提高了轴承的承载能力,机组启动成功率显著提高.     

基于分形理论及蒙特卡罗法的电主轴热特性分析

为了在设计阶段解决高速主轴在实际加工中因温升过高而突然失效问题,构建了主轴热-结构耦合有限元瞬态分析模型.提出了基于接触角迭代法的滚动轴承生热功率求解方法,利用电动机效率分析法求解其生热功率.引入分形理论与蒙特卡罗方法计算结合面间接触热导,有效避免了统计学方法的不准确性与实验法通用性不强的缺陷.由雷诺数判定冷却液流动状态,并依据努赛尔数计算出主轴不同部件的对流换热系数.将上述边界条件施加到有限元模型中,对主轴温度场与热变形进行仿真.结果表明,高速主轴热特性建模方法正确,并能准确预测主轴温度场分布和热变形.     

砂轮回转效应对磨床主轴系统动态特性影响的理论分析

本文从理论上分析了由于砂轮转动状态下产生的陀螺力矩（回转效应）对磨床主轴系统动态特性的影响，建立了转动状态下砂轮产生的陀螺力矩对磨床主轴系统动态特性影响规律的力学模型，并分析了在砂轮转动状态下主轴系统的主要参数对其动态特性的影响。