基于擠壓油膜阻尼技術(shù)的超高速磨削主軸系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、超高速磨削加工技術(shù)是先進實用的制造技術(shù)，正成為磨削加工的主流，具有強大的生命力和廣闊的應用前景。隨著對此類機床工件加工質(zhì)量、加工精度以及磨削速度等方面要求的日益提高，其經(jīng)濟性又是建立在效率和功效兩方面高度利用基礎(chǔ)之上的，因此機械振動問題在這類現(xiàn)代化機床研究方面尤為值得關(guān)注，這個問題的存在嚴重影響著現(xiàn)代超高速磨床的廣泛應用。另外高速旋轉(zhuǎn)機械由于質(zhì)量不平衡等原因易于產(chǎn)生較大振動現(xiàn)象，如不加以控制，則會因振動過大造成器械損傷或嚴重破壞事故。因

2、此長期以來，旋轉(zhuǎn)機械振動問題是轉(zhuǎn)子動力學領(lǐng)域的重要研究課題。擠壓油膜阻尼器具有結(jié)構(gòu)簡單、零件少、重量輕和所占空間小等優(yōu)點，可有效抑制機械轉(zhuǎn)子的振動，使轉(zhuǎn)子的振動減小30％左右。因此擠壓油膜阻尼器被廣泛應用使高速旋轉(zhuǎn)機械系統(tǒng)減震。
　　 本課題著重討論了加工過程中，在高速主軸系統(tǒng)中加入油膜阻尼器，來提高系統(tǒng)的抗振能力的研究。課題對油膜阻尼技術(shù)進行了一些理論探討，建立帶油膜阻尼器高速主軸系統(tǒng)模型方程，根據(jù)此模型方程進行計算機仿真分析

3、。
　　 本文首先闡述了液膜成因和擠壓液膜阻尼器的工作原理，推導了各種假設條件下的雷諾方程，并分析液膜阻尼的特殊效應影響。其次研究了擠壓油膜阻尼器的油膜壓力分布的基本理論，應用有限差分法求解二維雷諾方程，分析了在不同條件下擠壓油膜阻尼器油膜壓力分布、油膜合力、偏位角、阻尼器端泄流量等特點。在MATLAB語言環(huán)境下，對其進行仿真，分析各參數(shù)的影響。本文還對超高速磨削主軸進行了有限元分析，運用ANSYS軟件研究磨削主軸的形變與等效應

4、力的分布，為分析動態(tài)條件下的軸心運動軌跡奠定基礎(chǔ)。并應用Holland法對主軸運動情況做計算機仿真分析，研究主軸及砂輪附重所產(chǎn)生的慣性力、阻尼器的半徑、阻尼器的半徑間隙、軸承寬度、阻尼液動力粘度系數(shù)、軸頸與軸承的轉(zhuǎn)速等參數(shù)對主軸振動的影響效果。最后，利用MSC.NASTRAN軟件求出前三階固有頻率，對超高速磨削主軸系統(tǒng)在無阻尼工況下作幅頻特性分析，再對有阻尼工況下作幅頻特性分析，對比前后兩次結(jié)果，分析加阻尼器后液膜阻尼系統(tǒng)對主軸的減振情