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

1、超高速磨削加工技術(shù)是先進(jìn)實(shí)用的制造技術(shù)，正成為磨削加工的主流，具有強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。隨著對(duì)此類機(jī)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(jì)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(jī)械振動(dòng)問題在這類現(xiàn)代化機(jī)床研究方面尤為值得關(guān)注，這個(gè)問題的存在嚴(yán)重影響著現(xiàn)代超高速磨床的廣泛應(yīng)用。另外高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械由于質(zhì)量不平衡等原因易于產(chǎn)生較大振動(dòng)現(xiàn)象，如不加以控制，則會(huì)因振動(dòng)過大造成器械損傷或嚴(yán)重破壞事故。因

2、此長(zhǎng)期以來，旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)問題是轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的重要研究課題。擠壓油膜阻尼器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、重量輕和所占空間小等優(yōu)點(diǎn)，可有效抑制機(jī)械轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，使轉(zhuǎn)子的振動(dòng)減小30％左右。因此擠壓油膜阻尼器被廣泛應(yīng)用使高速旋轉(zhuǎn)機(jī)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(duì)油膜阻尼技術(shù)進(jìn)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(jìn)行計(jì)算機(jī)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(dǎo)了各種假設(shè)條件下的雷諾方程，并分析液膜阻尼的特殊效應(yīng)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(yīng)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(diǎn)。在MATLAB語言環(huán)境下，對(duì)其進(jìn)行仿真，分析各參數(shù)的影響。本文還對(duì)超高速磨削主軸進(jìn)行了有限元分析，運(yùn)用ANSYS軟件研究磨削主軸的形變與等效應(yīng)

4、力的分布，為分析動(dòng)態(tài)條件下的軸心運(yùn)動(dòng)軌跡奠定基礎(chǔ)。并應(yīng)用Holland法對(duì)主軸運(yùn)動(dòng)情況做計(jì)算機(jī)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(dòng)力粘度系數(shù)、軸頸與軸承的轉(zhuǎn)速等參數(shù)對(duì)主軸振動(dòng)的影響效果。最后，利用MSC.NASTRAN軟件求出前三階固有頻率，對(duì)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(duì)有阻尼工況下作幅頻特性分析，對(duì)比前后兩次結(jié)果，分析加阻尼器后液膜阻尼系統(tǒng)對(duì)主軸的減振情