液體靜壓轉臺系統(tǒng)油膜工作性能分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、重載、大型、高速、精密、自動化、多功能的加工機床具有尺寸大、重量大、精度高等特點,是未來機床的發(fā)展趨勢,其對結構、環(huán)境、控制等都提出了更高的要求。應用流體潤滑技術的靜壓機床中,油膜的工作性能的優(yōu)劣直接影響到整個機床運行的可靠性、壽命和經濟指標。
   本文以液體靜壓轉臺系統(tǒng)為研究對象,對油膜的工作性能進行了分析。建立了模擬液體靜壓轉臺內部三維流動的數學模型及邊界條件,利用CFD原理,選用層流模型,數值研究了粘度和溫一粘、壓一粘關

2、系對粘度的改變、圓形油腔幾何特征對油膜工作性能的影響,并對比分析了牛頓流體和非牛頓流體工作性能的不同。具體內容為:
   (1)分析計算了潤滑油粘度對液體靜壓轉臺系統(tǒng)承載力及剛度的影響。在工作環(huán)境、油腔的幾何尺寸等不變的條件下,隨著潤滑油粘度的增加,液體靜壓轉臺系統(tǒng)承載能力及剛度都逐漸增大;隨著潤滑油粘度的增加,油腔內的溫升也相應增加。
   (2)引入溫一粘特性,分析了溫度對液體靜壓轉臺系統(tǒng)承載力及剛度的影響。溫—粘特

3、性在很大程度上影響油腔內的承載能力、剛度和溫升,在數值計算及工程設計中,不能忽略環(huán)境溫度及液壓機床自身摩擦生熱對潤滑油粘度的影響。
   (3)引入壓—粘特性,分析了壓力對潤滑油粘度、液體靜壓轉臺系統(tǒng)的承載力及剛度的影響。壓—粘特性會增大潤滑油的粘度,進而提高油膜的承載能力和剛度,尤其在重載、高壓的條件下,不能忽略壓力對潤滑油特性的影響。
   (4)分析了圓形油腔幾何特征對液體靜壓轉臺系統(tǒng)工作性能的影響。減小油膜厚度和

4、油腔深度、增加封油邊寬度或擴大油腔內徑等途徑可以增大油腔承載能力;油腔深度較小的條件下,對上部工作轉臺的沖擊作用會影響加工的穩(wěn)定性。應該綜合考慮承載能力、剛度以及工作臺的穩(wěn)定性進行圓形油腔幾何尺寸的選擇。
   (5)對比計算了不同轉速條件下,牛頓流體和非牛頓流體的潤滑性能;分析計算了高剪切率條件下,牛頓流體與非牛頓流體工作性能的不同。與牛頓流體相比較,具有“剪切稀釋”特性的非牛頓流體降低油腔的承載能力且穩(wěn)定性較差,具有“剪切稠

5、化”特性的非牛頓流體則與之相反;高速條件下,粘度大的潤滑油或具有剪切稠化性質的潤滑油具有更好工作性能的結論。
   研究結果表明,在液體靜壓支承系統(tǒng)的研究和設計中,溫—粘效應和壓—粘效應的影響十分顯著,不能忽略。可以通過改變油腔的幾何特征增大油腔的承載能力及油膜剛度,以免除潤滑油選擇的局限性。同時,在潤滑油的選擇中,應確定潤滑油的流變特性,保證油膜的工作性能。本文的研究結果對液體靜壓支承系統(tǒng)的油腔幾何特征的設計及潤滑油的選擇有重

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