收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高速大功率全支承空气静压主轴动静态特性的有限元分析与实验研究

李劼科  
【摘要】:气体轴承技术是一种随着高科技的出现而发展起来的先进的实用技术,它具有几乎没有摩擦、无磨损、无污染、回转精度高,能在高温和低温工况下工作等特点,所以气体轴承在高速回转主轴和超精密主轴中有广泛的应用。 高速大功率全支承静压主轴采用全新设计方法,以全支承空气静压轴承为支承,提高了空气静压主轴的静态刚度和承载能力。采用这种新型主轴形式可以将空气静压主轴的工艺范围从传统应用领域如高速钻削和磨削的精密加工,拓展到高速精密铣削和车削加工。 本文采用有限元分析方法,对高速大功率全支承静压主轴的结构和动静态特性进行了深入的研究,具体包括: 1.高速大功率全支承静压电主轴的结构设计。本文主要研究了节流器的设计选型、轴承气膜间隙的计算和主轴电机的选择等。 2.高速空气静压主轴动静态特性的一维有限元分析。本文采用非线性弹簧模拟气体轴承,对主轴单元进行有限元建模,获得一种计算静态刚度的简单方法;本文还对主轴进行了动态分析:包括模态分析和谐响应分析,研究了空气静压主轴的固有频率、振型、最小动刚度,计算了主轴不同位置所发生的最大动态位移。 3.针对一维有限元分析空气静压主轴静态刚度计算精度不高的问题,本文提出一种新的分析方法——流固耦合分析。该分析方法是流体分析和固体分析相结合的一种方法,通过采用三维流体与实体建模来实现对主轴的静态刚度的分析,提高了计算仿真的精度。 4.建立了高速大功率全支承空气静压电主轴的静态刚度和动态测试实验系统,将电主轴静态和动态数据和理论计算结果作对比,验证了理论分析的可靠程度。 5.从轴承结构参数和轴承系统的布局两方面提出了两种改进方案,其中多支承改进型支承方案是对高刚度气体轴承支承方式的创新,提高了主轴的刚度。 本文有两大创新点:第一,用流固耦合的分析方法分析空气静压主轴。 第二,提出一种新型空气静压主轴支承方式——多支承改进型。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 仲秋;戴明庆;;精密铣削动力头主轴结构的改进[J];机械科学与技术;1996年05期
2 王健,白光勇,王金龙,张健;一种自动调整预载荷的主轴结构[J];机械设计与制造;2005年05期
3 张丽萍;;影响数控车床主轴精度因素的研究[J];机械设计与制造;2007年12期
4 张新玉;张根保;尹洋;黄强;曹东锋;;零传动滚齿机热变形对加工精度的影响[J];机床与液压;2008年02期
5 刘俊清;刘强;;交流机主轴窄间隙埋弧自动焊工艺分析与焊接[J];现代制造工程;2009年12期
6 刘云豫;张珂瑜;;内喷流体的动密封主轴结构和密封力研究[J];液压与气动;2009年11期
7 朱峰;陈琼;;C620车床主轴结构改造设计[J];机械工程师;2008年02期
8 侯淑娟;刘廷辉;钱颖娟;王静;;“中捷牌”卧式铣镗床主轴结构及精度的调整[J];制造技术与机床;2010年09期
9 范文革;;机床主轴轴承的配置与机床主轴——轴承系统的静态刚性[J];宁夏机械;2002年01期
10 刘利;;新型超高速机床主轴[J];机械制造;1990年03期
11 夏向阳;孔伟;;加工中心数控铣床主轴松刀卸荷装置[J];机械制造;2007年03期
12 王树军,卢修明;M1432A型万能外圆磨床主轴结构的改进[J];铁道机车车辆工人;1993年10期
13 曹静;龚宪生;;基于ANSYS软件的矿井提升机主轴的数值模拟[J];机械制造;2008年03期
14 高正博;张德远;;一种新型回转超声振动主轴的设计及测试[J];新技术新工艺;2009年02期
15 胡荣丽,李伟;关于数控机床主轴结构的改进设计[J];组合机床与自动化加工技术;2004年10期
16 张文河;CQ5250五米立车主轴结构改进[J];制造技术与机床;1990年10期
17 李丙才;刘立美;刘建伟;贾九红;;XK5025主轴动态设计[J];机床与液压;2006年05期
18 刘小刚;陈刚;;离心机主轴设计专家系统[J];机械设计与制造;2009年02期
19 孙宝田;;CONFORM机的主轴及其扭矩波动[J];中南大学学报(自然科学版);1992年05期
20 吴占稳;沈功田;袁俊;王勇;;声发射技术在大型观览车主轴检测中的应用[J];无损检测;2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘廷辉;黄志伟;蒋晓辉;李鑫;李正男;;“中捷牌”卧式铣镗床主轴结构及精度的调整[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
2 洪华文;;卧轴矩台平面磨床磨头电主轴的装配工艺及控制[A];云南省机械工程学会2010年年会论文集[C];2010年
3 洪华文;;卧轴矩台平面磨床磨头电主轴的装配工艺及控制[A];2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编[C];2010年
4 赵国平;吕允通;赵维平;邵立秋;;和面机主轴结构的改进[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会第五届学术年会论文集[C];1998年
5 刘俊普;;数控机床主轴的维修[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年
6 万永丽;;数控立式铣床的特性及主轴结构的研究[A];2004年十一省区市学术年会论文集[C];2004年
7 张林中;代海涛;;主轴及齿轮箱锁紧盘设计强度校核[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
8 王鉴;;大型锻焊厚壁轴研制成功——水电大型轴锻件走出瓶颈[A];水电设备的研究与实践——第十七次中国水电设备学术讨论会论文集[C];2009年
9 严鹤飞;;数控机床主轴结构的改进和优化设计[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
10 严鹤飞;;数控机床主轴结构的改进和优化设计[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王聪;数控车床电主轴的热态特性分析[D];沈阳工业大学;2012年
2 陈华豪;大型矿井提升机主轴结构受力分析及其优化设计[D];太原理工大学;2003年
3 张继深;立式圆盘锯床的研发及其关键部件的特性分析[D];浙江大学;2011年
4 文薄程;基于非线性接触分析的风电机组主轴结构分析技术研究[D];重庆大学;2013年
5 王娟;高速木工机械电主轴空载热平衡分析[D];北京工商大学;2010年
6 田二亮;微纳磨床数控系统规划与电主轴监控集成[D];东华大学;2014年
7 刘宏琴;一种带有自动平衡头的电主轴结构设计与特性分析[D];中北大学;2010年
8 秦军军;加工中心电主轴结构设计及性能分析[D];西华大学;2012年
9 王艳艳;机床主轴优化设计研究[D];电子科技大学;2012年
10 邝治全;数控四轴立式加工中心主轴伺服控制研究[D];华南理工大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 记者 王娟 通讯员 王立军;天海公司进口收口机顺利投产[N];首都建设报;2009年
2 刘薛梅;星火研发新车床达到国际先进水平[N];机电商报;2009年
3 特约记者 谭论 记者 王玲玲;沈阳机床期待喝彩[N];中国机电日报;2001年
4 任其慧;中信重工研发出大型圆锥破碎机[N];中国有色金属报;2009年
5 湖南 黄凯;硬件总动员[N];电脑报;2004年
6 杜逸舟;PLJ立式冲击破碎机市场前景广阔[N];中国建材报;2004年
7 唐中 罗鹏;聚焦衡阳(下篇)新规划、新机遇[N];衡阳日报;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978