高精密靜壓回轉(zhuǎn)臺(tái)的開發(fā)與關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國軍工、風(fēng)力發(fā)電、汽車制造、礦山機(jī)械、造船等行業(yè)的快速發(fā)展，產(chǎn)品的尺寸和重量越來越大，精度和復(fù)雜程度也越來越高，機(jī)床正朝著高速、高精度以及多軸聯(lián)動(dòng)的方向發(fā)展。其中高精度數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是大型數(shù)控機(jī)床多軸聯(lián)動(dòng)的關(guān)鍵部件，如大型飛機(jī)、輪船用軸承及齒輪等零部件的加工，對立車、滾齒機(jī)等機(jī)床回轉(zhuǎn)臺(tái)精度的要求就越來越高，而現(xiàn)有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)多采用滑動(dòng)或滾動(dòng)支承、齒輪或渦輪等傳動(dòng)，致使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)精度和運(yùn)動(dòng)精度難以有較大的提高。因此對高精度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的

2、開發(fā)及其精度提高的機(jī)理和措施的研究，對于我國大型裝備制造業(yè)的發(fā)展具有重要的理論意義和實(shí)際使用價(jià)值。
　　本文通過對大型機(jī)床旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)方式、承載方式、角度檢測方法等關(guān)鍵技術(shù)的分析，結(jié)合直驅(qū)電機(jī)技術(shù)、閉式靜壓導(dǎo)軌（軸承）技術(shù)、磁柵測量技術(shù)，給出了一種大型直驅(qū)靜壓旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并提出了研發(fā)高精度旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的四條關(guān)鍵技術(shù)：(1)采用力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，從而減小傳動(dòng)誤差；(2)采用液體靜壓支承導(dǎo)軌，均化臺(tái)面載

3、荷及減小回轉(zhuǎn)摩擦，防止其爬行和實(shí)現(xiàn)微小角度的旋轉(zhuǎn)，從而提高轉(zhuǎn)臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度；(3)圓周方向采用液體靜壓軸承支承方式，提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和定心精度；(4)采用圓周方向大于180°粘貼磁柵尺以及雙讀數(shù)頭方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)角度的精確測量，并用讀數(shù)頭反饋的信號直接控制力矩電機(jī)，形成一個(gè)閉環(huán)測量控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)臺(tái)的高精度要求。
　　根據(jù)液體靜壓支承理論對直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)中所涉及的靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承等關(guān)鍵靜壓支承部件進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，并通過線性加權(quán)系

4、數(shù)法對這些靜壓支承的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　通過對液體靜壓直驅(qū)轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)力學(xué)特性(包括轉(zhuǎn)臺(tái)啟動(dòng)特性、制動(dòng)特性、振動(dòng)特性)的分析，得出了以下結(jié)論：轉(zhuǎn)臺(tái)啟動(dòng)的角速度和角加速度趨近于穩(wěn)定值的時(shí)間隨著所加工工件重量的增加以及導(dǎo)軌間油膜間隙的增加而延長，但隨著靜壓向心軸承油膜間隙的增加，轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定所需要的時(shí)間變化卻不大；轉(zhuǎn)臺(tái)制動(dòng)的角速度和角加速度趨近于0的時(shí)間隨著所加工工件重量的增加以及導(dǎo)軌間油膜間隙的增加而延長，但隨著靜壓向心軸承油膜