高速電主軸少量脂潤(rùn)滑技術(shù)研究

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1、碩士學(xué)位論文高速電主軸少量脂潤(rùn)滑技術(shù)研究RESEARCHONTHETRACEGREASELUBRICATIONTECHNOLOGYINHIGHSPEEDSPINDLE侯萍萍哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年7月國內(nèi)圖書分類號(hào)：TH117.2學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號(hào)：621密級(jí)：公開工程碩士學(xué)位論文高速電主軸少量脂潤(rùn)滑技術(shù)研究碩士研究生：侯萍萍導(dǎo)師：襲建軍副教授申請(qǐng)學(xué)位：全日制工程碩士學(xué)科：機(jī)械工程所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：2015年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TH113U.D.C:621DissertationfortheMasterDe

2、greeinEngineeringRESEARCHONTHETRACEGREASELUBRICATIONTECHNOLOGYINHIGHSPEEDSPINDLECandidate：HouPingpingSupervisor：AssociateProf.XiJianjunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July,2015Degree-Conferrin

3、g-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要高速電主軸擺脫了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，滿足了高速切削對(duì)機(jī)床的“高轉(zhuǎn)速、高精度、高可靠性和小振動(dòng)”的要求，廣泛應(yīng)用于高速加工技術(shù)中；脂潤(rùn)滑軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、成本低、密封等優(yōu)點(diǎn)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承滾動(dòng)體和套圈只需極少量的潤(rùn)滑脂就能形成足夠的油膜，流體動(dòng)力摩擦損失小，保持很低的工作溫度，普遍應(yīng)用于高速電主軸潤(rùn)滑系統(tǒng)。少量脂潤(rùn)滑的高速軸承填脂量過多，攪油發(fā)熱嚴(yán)重，造成軸承溫度過高；填脂量過少，在滾動(dòng)體與套圈之間不能形成足夠的油膜，摩擦磨損嚴(yán)重

4、，振動(dòng)加劇，降低主軸精度，縮短主軸壽命。因此研究高速電主軸少量潤(rùn)滑技術(shù)對(duì)提高高速電主軸的使用性能具有重要的意義。首先針對(duì)高速軸承少量脂潤(rùn)滑因磨損或溫度過高發(fā)黑，潤(rùn)滑脂泄漏等現(xiàn)象分析失效原因，認(rèn)為高速潤(rùn)滑脂的觸變性能和抗磨性能差，導(dǎo)致溫度升高，潤(rùn)滑脂流失，摩擦磨損嚴(yán)重，因此開展高速潤(rùn)滑脂性能研究。按照潤(rùn)滑脂選用原則選擇軸承用高速潤(rùn)滑脂（KLUBERISOFLEXNBU15、FAGSPEED2,6（L75）、L252、LGLT2），對(duì)所選定的高速潤(rùn)滑脂，參照國家標(biāo)準(zhǔn)使用標(biāo)準(zhǔn)儀器進(jìn)行觸變性能、抗磨性能、減摩性能和極壓性能試驗(yàn)。結(jié)果顯示L252在80℃以下觸變性能、抗磨性能和減摩性能最好

5、，極壓性能中等，綜合性能高于同類產(chǎn)品；對(duì)含有2%~6%的抗磨極壓添加劑（T361A）的高速潤(rùn)滑脂KLUBERISOFLEXNBU15進(jìn)行抗磨試驗(yàn)，結(jié)果表明添加劑含量在6%時(shí)抗磨性能和減摩性能提高最多。其次針對(duì)少量脂潤(rùn)滑的高速軸承套圈發(fā)生嚴(yán)重塑性變形和套圈表面磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象進(jìn)行分析，認(rèn)為一方面由于潤(rùn)滑脂的成膜厚度不足以隔開兩接觸金屬表面，造成摩擦面直接接觸，摩擦磨損嚴(yán)重；另一方面由于流體動(dòng)壓潤(rùn)滑接觸區(qū)的接觸應(yīng)力太大，超過了潤(rùn)滑油膜的承載能力或者軸承材料的承載能力造成套圈嚴(yán)重塑性變形，因此開展高速潤(rùn)滑脂在高速條件下潤(rùn)滑狀態(tài)分析和接觸區(qū)域應(yīng)力分析。利用等溫?zé)釓幜鳚?rùn)滑理論對(duì)四種高速潤(rùn)滑脂

6、在DGZ-60E高速工況下的潤(rùn)滑狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明：四種高速潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑油膜具有足夠的承載能力，而在高速（30000r/min以上）時(shí)潤(rùn)滑油膜的最大應(yīng)力接近甚至超過套圈材料的屈服應(yīng)力，給套圈變形造成了極大的風(fēng)險(xiǎn)，L252在給定工況條件下均處于全膜潤(rùn)滑狀態(tài)，潤(rùn)滑狀態(tài)最好。最后針對(duì)少量脂潤(rùn)滑的高速軸承溫度升高，振動(dòng)加大的問題，進(jìn)行填脂量試驗(yàn)，分析潤(rùn)滑脂填脂量對(duì)軸承的溫度、力矩和振動(dòng)造成的影響。利用自行研制的高速軸承試驗(yàn)臺(tái)和BRG3000力矩試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)試驗(yàn)軸承FAGHCS7003-C-T-P4S-UL進(jìn)行振動(dòng)、溫度和力矩試驗(yàn)。通過不同填脂量的軸承性能試驗(yàn)結(jié)果表明：跑合過I哈爾濱工業(yè)

7、大學(xué)碩士學(xué)位論文程使?jié)櫥谳S承中重新分布，排擠到滾道外的潤(rùn)滑脂可以作為“油槽”，補(bǔ)給運(yùn)轉(zhuǎn)過程中潤(rùn)滑脂的消耗；在給定試驗(yàn)條件下填脂量0.25g時(shí)軸承的綜合性能較好。在填脂量0.25g時(shí)對(duì)四種高速潤(rùn)滑脂進(jìn)行軸承性能試驗(yàn)表明：綜合考慮潤(rùn)滑脂的在高溫下的性能和潤(rùn)滑脂在軸承中的性能，L252的綜合性能最好。關(guān)鍵詞：高速電主軸；少量脂潤(rùn)滑；性能；潤(rùn)滑狀態(tài)；不同填脂量II哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractHigh-speedspindlegetridofthetraditionald