基于粘度可控水基潤滑液的高速陶瓷滑動(dòng)軸承主軸設(shè)計(jì).pdf

1、高速高精密主軸系統(tǒng)作為高速加工機(jī)床中的心臟部件,其性能的高低直接影響到高速加工機(jī)床的整體發(fā)展水平。現(xiàn)行的高速電主軸軸承技術(shù)中,滾動(dòng)軸承較大的振動(dòng)與噪聲、磁力軸承過于復(fù)雜的控制系統(tǒng)以及氣體軸承較低的承載能力限制了其進(jìn)一步發(fā)展。本文設(shè)計(jì)完成了采用新型水基潤滑液潤滑的動(dòng)靜壓陶瓷滑動(dòng)軸承電主軸,并提出了一種基于潤滑液粘度可控性,在現(xiàn)有制造水平下通過對(duì)粘度-軸承結(jié)構(gòu)尋優(yōu)從而實(shí)現(xiàn)主軸高性能的高速高精密主軸設(shè)計(jì)方法。根據(jù)上述構(gòu)思,本文主要工作如下:<

2、br>　　 研制完成了用于高速精密滑動(dòng)軸承的新型綠色水基潤滑液。在確定潤滑液主要組分后,采用正交試驗(yàn)方法確定了防銹添加劑組分配比,并測定了含不同濃度添加劑潤滑液的溫度-粘度特性以及其他物理性能。
　　 為確定陶瓷滑動(dòng)軸承摩擦副的制造材料,以及驗(yàn)證水基潤滑液與工程陶瓷材料的匹配性能,開展了熱壓燒結(jié)Si3N4和反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷材料的摩擦磨損試驗(yàn)研究。結(jié)果表明,在不同的潤滑情況下,SiC都表現(xiàn)出更高的極限承載能力、更好的跑合性能與

3、更低的磨損率,而且生成了SiO2潤滑膜并可有效改善摩擦磨損狀況;同時(shí)水基潤滑液與陶瓷材料匹配良好并表現(xiàn)出優(yōu)良的潤滑性能。
　　 針對(duì)本課題獨(dú)特的基于低粘度潤滑液、多孔質(zhì)節(jié)流器的流體動(dòng)靜壓軸承,采用編程求解修正Reynolds方程并調(diào)用有限元分析軟件的方法完成了高速水基潤滑液潤滑陶瓷軸承的TEHD數(shù)值理論計(jì)算與粘度、結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析,最終確定了多孔質(zhì)節(jié)流器、滑動(dòng)軸承液腔相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸與潤滑液所需粘度;通過動(dòng)力計(jì)算與液膜穩(wěn)定性分析,算得軸