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(zhì)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體工作內(nèi)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(xué)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(gòu)方程，推導(dǎo)出可傾瓦動(dòng)壓軸承和推力滑動(dòng)軸承剪切油膜的摩擦扭矩的計(jì)算方程;根據(jù)能量守恒定律，建立可傾瓦動(dòng)壓軸承主軸潤滑系統(tǒng)的熱力學(xué)平衡方程。
　　(3)研究可傾瓦動(dòng)壓軸承砂輪主軸和工件主軸系統(tǒng)中熱源的建模方法，計(jì)算熱邊界條件，建立主軸系統(tǒng)的熱力學(xué)模型，分析計(jì)算主軸的溫度分布和熱位移分布，完成相關(guān)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(dòng)壓軸承砂輪主軸系統(tǒng)、工件主軸系統(tǒng)、切削液和導(dǎo)軌潤滑油

3、等因素影響下磨床整機(jī)的熱態(tài)特性，計(jì)算單一因素影響下的磨床磨削熱加工誤差;開展實(shí)際工況下的磨床整機(jī)熱態(tài)特性分析研究，計(jì)算熱變形對磨床磨削加工精度的影響;開展可傾瓦動(dòng)壓軸承砂輪主軸系統(tǒng)單因素作用下磨床整機(jī)的熱力學(xué)性能試驗(yàn)，測量砂輪主軸軸端的溫升和熱位移，驗(yàn)證本文提出的磨床熱力學(xué)分析模型的準(zhǔn)確性。
　　(5)根據(jù)磨床熱態(tài)特性分析研究結(jié)果，結(jié)合磨床工作原理，系統(tǒng)地分析推力滑動(dòng)軸承軸向位置、潤滑油流量、切削液溫度、導(dǎo)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(jié)構(gòu)熱設(shè)計(jì)。
　　研究結(jié)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(shí)驗(yàn)值和理論結(jié)果的最大相對誤差僅為18.75％，驗(yàn)證了本文提出的熱力學(xué)模型。針對3MK2125型鐵路軸承套圈外圓磨床，可傾瓦動(dòng)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(dǎo)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％，