论文题目: 高速电主轴滚动轴承油气两相流润滑试验研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 王志坤
导师: 蒋书运
关键词: 电主轴,滚动轴承,油气润滑,双列短圆柱滚子轴承,动态特性
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 主轴系统是机床的核心功能部件。随着机床向高速高精度方向的发展,对主轴系统的性能要求越来越高。本课题结合江苏省十五科技攻关项目(BE2004025)和江苏省的自然科学基金项目(BK2002059),对磨床用高速电主轴轴承进行了系统地油气润滑试验研究,旨在为电主轴摩擦学设计提供重要参数,同时分析了锥孔双列短圆柱滚子轴承的动态特性。研制了高速电主轴滚动轴承油气润滑机理试验台,从润滑油种类、润滑油量和油气压力等因素的角度,系统地开展了磨床用高速电主轴角接触滚动轴承的油气润滑试验研究:进行了30号机械油在8000rpm转速下的单因素油气润滑试验;采用正交试验方法,油气润滑参数,以润滑油类型(粘度)、润滑油量和油气压力等为因素,研究了在10000rpm、20000rpm和30000rpm转速下对轴承外圈温升的影响,考察电主轴的多种润滑状态;进行了32号抗磨液压油在30000rpm转速下,以油气压力和润滑油量为因素的完全试验;进行了46号和68号(大粘度)抗磨液压油的不完全试验。通过对试验结果的分析,得出各种油气润滑参数对轴承温升影响的规律,确定最佳油气润滑参数的搭配,并修正了轴承的SKF润滑系数。以锥孔双列短圆柱滚子轴承为对象,根据滚动轴承分析理论完成其动态特性分析。基于MATLAB工具开发了一套有自主知识产权的锥孔双列短圆柱滚子轴承动特性分析软件,并结合3182120型孔双列短圆柱滚子轴承,在15000rpm的范围内分析了径向刚度与转速、径向预紧与外加径向载荷等因素之间的非线性关系。研究表明:由于离心力的存在,锥孔双列短圆柱滚子轴承的径向刚度随着转速的提高呈非线性软化现象。基于滚动轴承理论研发的锥孔双列短圆柱滚子轴承动特性分析软件可望为主轴部件甚至机床的动态设计提供有力的工具。
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摘要:
Abstract:
第一章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.1.1 高速电主轴油气润滑研究
1.1.2 滚动轴承动态刚度的研究
1.2 润滑的研究及其发展
1.2.1 润滑的作用
1.2.2 润滑方式的选择
1.2.3 润滑剂的选择
1.2.4 油气润滑方式的研究
1.3 滚子轴承的动态特性分析
1.3.1 滚子轴承分析的历史及发展方向
1.3.2 滚动轴承的刚度研究
1.4 本文研究内容
1.4.1 高速电主轴的油气润滑试验研究
1.4.2 锥孔双列向心短圆柱滚子轴承动态特性分析
第二章 正交试验设计理论
2.1 概述
2.2 正交试验设计
2.2.1 正交试验设计的概念
2.2.2 正交实验的步骤
第三章 高速电主轴的油气润滑试验研究
3.1 概述
3.2 油气润滑原理
3.3 油气润滑的试验研究
3.3.1 油气润滑的试验设备
3.3.2 油气润滑单指标单因素试验及分析
3.3.3 油气润滑正交试验及分析
3.3.3.1 转速为100001pm的油气润滑正交试验
3.3.3.2 转速为200001pm的油气润滑正交试验
3.3.3.3 转速为300001pm的油气润滑正交试验
3.3.3.4 正交试验结果分析
3.3.3.5 油气润滑正交试验结论
3.3.4 油气润滑完全试验及分析
3.3.5 大粘度抗磨液压油油气润滑试验
3.3.6 油气润滑的耗油量理论分析
3.4 结论
第四章 锥孔双列短圆柱滚子轴承的刚度特性分析和计算
4.1 概述
4.2 滚动轴承分析方法
4.3 数学模型的建立
4.3.1 赫兹接触理论
4.3.2 滚子运动学
4.3.3 滚子惯性载荷
4.3.4 轴承动力学模型
4.3.4.1 轴承内圈力平衡方程
4.3.4.2 滚子受力平衡方程
4.3.4.3 圆柱滚子轴承中的变形协调条件
4.4 软件开发
4.5 实际算例及结果
4.5.1 滚子离心力
4.5.2 径向游隙
4.5.3 轴承转速
4.5.4 径向载荷
4.6 结论
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简介
致谢
发布时间: 2007-06-11
参考文献
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