機床進(jìn)給系統(tǒng)軸承熱特性分析及試驗研究.pdf

1、角接觸球軸承作為機床進(jìn)給系統(tǒng)的主要發(fā)熱部件，其熱變形將直接影響到機床進(jìn)給精度。準(zhǔn)確預(yù)測軸承溫度場及熱變形量，對減少進(jìn)給系統(tǒng)的熱誤差具有重要的意義。本文從理論建模、有限元分析、試驗驗證、軸承組件結(jié)構(gòu)改進(jìn)四個方面對進(jìn)給系統(tǒng)常用的60°角接觸球軸承的熱態(tài)特性進(jìn)行了深入的研究。
　　首先，在角接觸球軸承擬靜力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，計算了角接觸球軸承的摩擦力矩與摩擦生熱功率，推導(dǎo)出了內(nèi)圈、外圈及滾珠上的熱載荷。分析了內(nèi)外圈相對軸向、徑向熱位移的簡

2、化計算方法，并提出了軸承熱剛度識別技術(shù)路線。
　　然后，建立了考慮接觸熱阻的角接觸球軸承熱傳遞模型及有限元分析模型，對軸承進(jìn)行了有限元穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)溫度場分析，得到了軸向力及轉(zhuǎn)速對軸承溫度場及熱平衡時間的影響規(guī)律。通過對軸承二維模型熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，說明了熱變形對接觸應(yīng)力有很大的影響。
　　進(jìn)而，設(shè)計了角接觸球軸承熱態(tài)特性測試試驗臺。模擬現(xiàn)實工況，對四組進(jìn)給系統(tǒng)常用的角接觸球軸承進(jìn)行了大量的試驗，測試軸承溫度場、軸向熱位移及熱平