高速动压润滑精密主轴热力学建模与热设计方法

作者: 蒋书运,朱国振 CNPIM 2018年12月07日

发明人:蒋书运,朱国振
专利权人:东南大学
公开日:2018-12-07
公开号:CN108959830A
专利类别:发明公开
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摘要:本发明提供了一种高速动压润滑精密主轴热力学建模与热设计方法,其包括以下步骤:步骤1:高速动压润滑精密主轴三维数字化建模;步骤2:高速动压润滑精密主轴主要热源发热功率计算;步骤3:高速动压润滑精密主轴主要换热系数计算;步骤4:高速动压润滑精密主轴热力学建模;步骤5:高速动压润滑精密主轴参数灵敏度计算。采用本发明提供的高速动压润滑精密主轴结构热力学设计方法,能够大幅提高高速动压润滑精密主轴结构热力学建模与热态设计精度,缩短设计周期。不仅便于高速加工机床的正向设计,而且提高一次设计成功率。

1.一种高速动压润滑精密主轴热力学建模与热设计方法,其特征在于该方法包括以下步骤:步骤1、高速动压润滑精密主轴三维数字化建模:具体为采用三维数字化软件,将拟设计的高速动压润滑精密主轴的初步结构转化为三维CAD、CAE模型;步骤2、高速动压润滑精密主轴主要热源发热功率计算:采用流体力学公式和牛顿粘性定律,推导高速动压润滑精密主轴滑动轴承的摩擦损耗计算公式;步骤3、高速动压润滑精密主轴主要相关换热系数计算:基于传热学原理,分析计算主轴各部件的换热系数,为高速动压润滑精密主轴轴承热态建模提供基础数据;步骤4、高速动压润滑精密主轴热力学建模与性能分析:建立主轴润滑系统热力学平衡方程;采用有限元法建立高速动压润滑精密主轴热力学模型;开展主轴温度场、热位移场计算,寻找影响主轴热态性能的薄弱环节;步骤5、高速动压润滑精密主轴结构热态设计方法:针对影响主轴热态性能的薄弱环节,对其进行热力学结构修改,以提高主轴热态性能为目标,提出高速动压润滑精密主轴结构热态设计方法。
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