高速精密壓力機熱特性研究.pdf

1、在壓力機動、靜剛度逐步提高的同時，其工作過程中由軸承及其他相應(yīng)部件的摩擦所引起的發(fā)熱和溫升仍然不可避免，由此引起的熱變形將對滑塊的下死點精度造成影響，從而直接導(dǎo)致其加工工件精度和質(zhì)量的下降。隨著壓力機的高速重載化發(fā)展，由熱變形引起的熱誤差在總誤差中所占比例越來越大，已成為進一步提高其精度和轉(zhuǎn)速的主要制約因素。本文以VH-16型高速精密壓力機為研究對象，采用有限元分析和試驗驗證相結(jié)合的方法，對其連桿、曲軸以及整機的熱特性進行了深入研究。<

2、br>　　首先，將壓力機主傳動系統(tǒng)簡化為曲柄滑塊機構(gòu)并對其進行動力學(xué)分析，分別計算不同工況下連桿熱源發(fā)熱量的理論值和表面對流換熱系數(shù)的試驗修正值。建立連桿溫度場分析的有限元模型，采用瞬態(tài)熱分析求解其溫度場，并以此作為邊界條件建立其熱-力耦合模型，分析由溫升引起的連桿相應(yīng)熱變形。通過試驗測量連桿相應(yīng)點的溫度和熱變形并與有限元結(jié)果進行比較，驗證了連桿有限元分析模型的合理性，并建立了連桿穩(wěn)態(tài)溫升與轉(zhuǎn)速以及連桿應(yīng)變與溫度變化的理論模型。

3、　　其次，建立壓力機曲軸的熱-力耦合有限元模型，分別計算在理論對流換熱系數(shù)和修正對流換熱系數(shù)下的曲軸溫度場分布和熱變形，并以控制變量法分析轉(zhuǎn)速和打樁力對壓力機曲軸溫度場和熱變形的影響規(guī)律。利用渦流傳感器測量曲軸不同點的徑向變形，通過比較測量值和有限元計算結(jié)果表明，兩者誤荸均保持在可接受范圍內(nèi)，由此證明采用有限元方法計算曲軸溫度場和熱變形的可行性。
　　然后，將連桿和曲軸的熱特性分析所得的邊界條件作為壓力機整機熱載荷，對整機的溫度場