砂輪主軸軸承的熱變形及彈性變形分析法
2022.01.06液體動(dòng)靜壓軸承是高效高精密磨床砂輪主軸上重要的零件。當(dāng)砂輪主軸高效精密磨削加工時(shí),磨床砂輪主軸的液體動(dòng)靜壓軸承的熱變形與油膜壓力對(duì)軸承產(chǎn)生的彈性變形會(huì)影響工件的加工精度。如果要求高效高精密磨床砂輪主軸旋轉(zhuǎn)精度小于0.1μm時(shí),就有必要對(duì)該液體動(dòng)靜壓軸承的熱變形及彈性變形進(jìn)行深入分析 。
近年來有許多學(xué)者對(duì)滑動(dòng)軸承溫度場(chǎng)和熱變形做了大量研究。其中,林起奄等對(duì)高速滑動(dòng)軸承流同耦合傳熱及流場(chǎng)分析作了研究 ;郭力等對(duì)動(dòng)靜壓軸承溫度場(chǎng)和熱變形進(jìn)行了仿真分析;徐建寧等通過有限元軟件 ANSYS對(duì)止推滑動(dòng)軸承的熱變形進(jìn)行了研究;何俊等利用有限元軟件ANSYSWorkbench對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行了熱一結(jié)構(gòu)耦合分析;S.Pifeteau分析了軸承熱變形對(duì)軸承性能的影響。但都沒有考慮油膜壓力對(duì)軸承所產(chǎn)生的彈性變形。
孟凡明使用流固耦合軸承有限元程序?qū)λ疂?rùn)滑軸承系統(tǒng)進(jìn)行了三維熱彈流性能的有限元分析;張國(guó)賢用有限元法對(duì)EM徑向滑動(dòng)軸承彈性變形進(jìn)行求解;但在求解軸承潤(rùn)滑 Reynolds方程和三維能量方程時(shí)采用了有限差分法等數(shù)值方法 ;但用數(shù)值法計(jì)算得到的軸承靜壓腔中不同位置的油膜壓力為等值,而用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) (ComputationalFluidDynamics,簡(jiǎn)稱 CFD)方法(例如用FLUENT軟件分析)計(jì)算出來的靜壓腔壓力在油腔中不同的位置是不同的,這與實(shí)際情況也是吻合的,所以更接近真實(shí)情況。所以用CFD方法求解得到的軸承彈性變形比用數(shù)值法更準(zhǔn)確。
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液體靜壓技術(shù)的發(fā)展