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《基于fluent軟件的機(jī)床主軸靜壓軸承的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要靜壓軸承具有摩擦系數(shù)小、工作壽命長、高精度、高剛度、承載能力大、運行平穩(wěn)等特點，廣泛的應(yīng)用于各類重型設(shè)備中，并已成為重型機(jī)床系列的核心部件。然而在國內(nèi)重型數(shù)控設(shè)備中應(yīng)用靜壓軸承尚存在諸多問題，如徑向軸承的主軸精度控制問題，對油腔結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行系統(tǒng)理論研究的成果很少，關(guān)于高速工況下油的溫升問題，靜壓支承中具體的摩擦學(xué)行為和失效機(jī)理尚不完全清楚，導(dǎo)致國產(chǎn)數(shù)控鏜床轉(zhuǎn)速不能提高，加工精度比較低。因此，有必要對于恒壓靜壓支承絕熱條件下的壓力場、速度場，溫度場進(jìn)行綜合系統(tǒng)的理論研究和分析。由于靜壓軸承是依靠外部油源供給壓力油，在軸瓦與主軸之間建立靜壓承載剛性油膜，使主軸懸浮于
2、油膜之上，實現(xiàn)軸的支撐和潤滑的軸承。軸與軸瓦之間的介質(zhì)液壓油將二者隔開，避免了金屬間的直接摩擦。因而軸承溫度產(chǎn)生的主要原因是主軸與液體的摩擦，軸瓦與液體的摩擦，以及液體自身的內(nèi)摩擦等，這些都與靜壓油有關(guān)，因此，對靜壓軸承內(nèi)潤滑流體的分析很重要。本文借助于計算流體力學(xué)知識，采用計算機(jī)求解方法對靜壓軸承進(jìn)行仿真分析。首先確定FB260鏜床主軸的靜壓軸承為研究對象，應(yīng)用gambit對模型進(jìn)行建模，劃分網(wǎng)格，并設(shè)置邊界條件。再通過導(dǎo)入FLUENT，對模型設(shè)置邊界條件參數(shù)，經(jīng)過迭代計算后，得到模型的壓力場，速度場和溫度場。結(jié)果表明：主軸做逆時針高速旋轉(zhuǎn)時，靜壓軸承的油腔右側(cè)處附近
3、有一明顯的低壓區(qū)，同時高壓區(qū)分布在兩油腔靜壓油交匯處的位置。在對靜壓軸承內(nèi)部流體的溫度進(jìn)行計算時，高溫出現(xiàn)在剛性油膜位置，低溫位置出現(xiàn)在靜壓油腔常溫邊界處。并通過由計算得來的彩色云圖對模型分析原因，并提出改進(jìn)的觀點。通過本文的研究，作者提出了利用CFD技術(shù)對液體靜壓軸承進(jìn)行三維數(shù)值模擬的方法，計算結(jié)果能夠有效反映軸承內(nèi)的流動狀態(tài)，彌補(bǔ)了液體靜壓軸承試驗方法中理論依據(jù)的不足。在研究中同時得到關(guān)于徑向靜壓軸承的壓力場，速度場和溫度場的彩色分布云圖，為軸承優(yōu)化設(shè)計提供一個新的計算方法和參考依據(jù)。關(guān)鍵字：靜壓軸承，‘計算流體力學(xué)，GAMBIT，F(xiàn)LUENTAbstractFor
4、itscharacteristicsofsmallfrictioncoefficient，longservicelife，highprecisionandhighrigidity,greatloadcapacity,smoothrunningandSOon，HydrostaticBearingiswidelyusedinvarioustypesofheavyequipmentsandhasbecomethecorecomponentofheavy—industrytoolmachines．However'indomesticmanufacturingindustry,t
5、herearestillhasSOmeproblemsofthehydraulicbearingapplicationinnumericalcontrolheavy-dutyequipments．Forexample，thereareveryfewtheissuesaboutthetheoreticalresearchonthespindleprecisionoftheradialbearing,thestructurerationalityofthefluidchamber；theoilhightemperatureinhigh-speedconditions．The
6、principlepresentedabouttherationalityofthestructureofthefluidchamber,theproblemoftheoiltemperaturerisinginhigh—speedconditions，thespecificactsoftribologyandthefailuremechanisminthebearingarenotyetentirelyclear．SothespeedofthespindleCallnotbeenhancedandtheprecisionmachiningisrelativelylow
7、innumericalboringmachines．Itisnecessarytomakeasystemtheoreticalresearchandanalysisaboutthedistributionsofthepressure，speedandtemperatureundertheconditionsofconstantpressureandinsulationinthehydraulicbearing．Accordingtotheexternaloilsourcestosupplypressure-oil，ahydrostatic
