鐵路軸承套圈外圓磨床熱態(tài)特性分析.pdf

1、鐵路軸承套圈外圓磨床作為鐵路軸承套圈的精密磨削裝備，其熱態(tài)特性直接影響到鐵路軸承套圈的表面質量，因此開展鐵路軸承套圈外圓磨床熱態(tài)特性分析具有研究意義。本文以3MK2125型鐵路軸承套圈外圓磨床為研究對象，基于有限元法完成磨床的熱態(tài)特性分析和熱結構設計。具體工作內容如下:
　　(1)建立3MK2125型鐵路軸承套圈外圓磨床的三維數(shù)字化模型和熱力學分析模型，分析了磨床中能量的傳遞途徑和傳遞方式，建立了鐵路軸承磨床的能量流模型。

2、　　(2)基于牛頓流體本構方程，推導出可傾瓦動壓軸承和推力滑動軸承剪切油膜的摩擦扭矩的計算方程;根據(jù)能量守恒定律，建立可傾瓦動壓軸承主軸潤滑系統(tǒng)的熱力學平衡方程。
　　(3)研究可傾瓦動壓軸承砂輪主軸和工件主軸系統(tǒng)中熱源的建模方法，計算熱邊界條件，建立主軸系統(tǒng)的熱力學模型，分析計算主軸的溫度分布和熱位移分布，完成相關因素對主軸系統(tǒng)熱態(tài)特性的影響研究。
　　(4)研究可傾瓦動壓軸承砂輪主軸系統(tǒng)、工件主軸系統(tǒng)、切削液和導軌潤滑油

3、等因素影響下磨床整機的熱態(tài)特性，計算單一因素影響下的磨床磨削熱加工誤差;開展實際工況下的磨床整機熱態(tài)特性分析研究，計算熱變形對磨床磨削加工精度的影響;開展可傾瓦動壓軸承砂輪主軸系統(tǒng)單因素作用下磨床整機的熱力學性能試驗，測量砂輪主軸軸端的溫升和熱位移，驗證本文提出的磨床熱力學分析模型的準確性。
　　(5)根據(jù)磨床熱態(tài)特性分析研究結果，結合磨床工作原理，系統(tǒng)地分析推力滑動軸承軸向位置、潤滑油流量、切削液溫度、導軌潤滑油溫度等因素對磨床

4、熱態(tài)特性的影響，并完成磨床結構熱設計。
　　研究結果表明:通過測量可傾瓦軸承主軸系統(tǒng)砂輪端溫升和熱位移，看出實驗值和理論結果的最大相對誤差僅為18.75％，驗證了本文提出的熱力學模型。針對3MK2125型鐵路軸承套圈外圓磨床，可傾瓦動壓軸承砂輪主軸系統(tǒng)和切削液是影響磨削加工精度的主要因素，增大潤滑油流量、降低平-V靜壓卸荷導軌潤滑油溫度、角接觸球軸承選用更高粘度的潤滑脂，磨床的軸向熱加工誤差降至80.79μm，降幅為32.88％，