重型卧式镗车床静压中心架流场的数值仿真

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大重型机床静压导轨的静态性能及油膜流体仿真研究

ｃａｇｎｅｓｒｃｕｅｏｈｙｒｓｔｕｄｄｕｉｅｉＳｐｌ，ｅｎｗｇｉｅｃｕｄｂｓｄｉｈｎｉｇｔｔｔｒｆｔｅｈｄｏｔｉｇｉｅａｓｎａｎｗｏｕｐｙｔｅｄｏｌｅｕｅｈｕａｃｎｇｌｈｕｎ
ｔｅｔｒｔｂｅｉｄｏｗｅａｅｕｅｈｓｄｓ，ｃＲ／ＦＵＮ．ｒｍｅｄｓＤｈｕｎａｌＫｎｓｏｓａｓｄｉｔｉｅｉｓｈａＰＯＥ，ＬＥＴＦｏｔｅｉｏ３．ｆｆｒｒｉｎｇｕｓｎｈｎｇｆｍｄｌｄｔｅｉｔｎｒｅｄｍｎｉｎｆｗａａｙｉａｄｃｃｌｉｓｉｐｅｓｒｇｉｏａａｓ，ｏｅｎｒａｔｅ－ｉｅｓａｌｎｓｎａｕａｏｏｔｃｒｓｕｅｕｅｔｎｌｉｎａｈｅｌｈｏｌｏｌｓｌｔｎｆａｔｄｙｓｆｏｔｅｔｅｒｔａｃｃｌｉｎｉｌｉｎｉａａｚｓｈｔｉｐｒ￣ａｃｄｔｅｌ］ｗｆｅｄｒｍｈｏｅｃｌａｕａｏａｄｓａｏ，ｎｙｅｅｓｔｅｏｎｅａａｏｌｌｈｉｌｔｎｍｕｔｔｌｔａｃｆｎｈｗｆｏｉ
ＧｎｄＮｅｈｏｇｏ，ｔ，ａｊｇ２０，ｈｎ）ｏｇａＣＣＴｃｎｌｙＣ．ＬｄＮｎｉ０９Ｃｉａｏｎ１０
数控转台承受偏载荷的问题提出了在转台轴向布置平面导轨的方案。在以
改造，变静压导轨的结构，用新型的供油方式，新式导轨运用在转台改采将ＯＥ及ＣＤ仿真分析软件ＦＵＮ从导轨以及油膜的三维模型设计和导轨／ＦＬＥＴ，

卧式加工中心整机的静动态有限元分析

卧式加工中心整机的静动态有限元分析48 卧式加工中心整机的静动态有限元分析施文军1 张立2仲梁维2 徐增豪 2 陈伟1上海第三机床厂1（200032上海理工大学CAD 中心2（200093）摘要利用有限元分析软件ANSYS 对加工中心整机进行静力学分析和模态分析，得到其各主要部件的刚度和固有频率、固有振型。

在此基础上计算了动静态特性，根据计算结果对其结构进行改进设计和优化。

关键词加工中心静力学分析模态分析动静态特性优化设计由于航空航天、模具制造、医疗器械、汽车制造等行业对零部件制造精度要求的提高，对加工中心的动静态刚度性能提出更高的要求[1-6]。

笔者在研发卧式加工中心的过程中利用有限元分析指导设计，以提高加工中心的动静态性能。

1 卧式加工中心的结构卧式加工中心主要由床身、龙门架、滑鞍、主轴箱、主轴组件、工作台、交换台等部件构成。

为了提高机床的刚性，适应高精度加工的需要，采用了先进的“框中框”结构。

同时采用双丝杆驱动，保证了高速运动的平稳性，如图1所示。

2 卧式加工中心的仿真分析 2.1 静刚度有限元分析1）静态分析的基础理论机床在切削加工的过程中，受到静态力和动态力的同时作用。

使机床产生弹性变形和受迫振动，致使刀具与工件之间产生相对变位，改变了他们之间的正确位置关系，并在加工表面留下振纹，从而降低了零件的加工质量。

静态分析时，变形和受力之间是弹性关系，即满足以下关系。

（1）式中：k ——系统的刚度列阵；p (t )——静态力列阵；x ——系统运动的位移列阵。

由以上可知，对于特定材料其k 为定值，因此有限元分析结果反映了结构受到外载荷p (t )作用后，位移x 的分布情况。

可以准确了解刀具与工件之间相对位置改变的情况[7]。

2）加工中心的静态分析及其结果以加工中心在铣削加工方式下的载荷为分析载荷，承受铣削力（包括主切削力、进给力、径向力）、主轴的重力、工件重力。

加工中心在铣削工况下，不同部位和整机X 、Y 、Z 三个方向的静刚度值如表1～表4所示。

重型数控立车工作台静压有限元计算

[4]
起的变形的叠加，即
u zi = u z 0i + ∑ nij p j
j =1 12
(10)
式中
uz0i ——除油腔压力外的其他外载（包括重
力）引起的油腔 i 处的变形 nij ——单位压力单独作用在油腔 j 时，所引起的油腔 i 处的变形
综合式(4)、(6)、(10)，有 μ q 12 3 δ i = u z 0i + h + (i =1,2,…,12) nijδ − j ap ∑ j =1
第**卷第*期 200*年*月
机
械
工
程
学报
Vo l . * * ***.
No.* 200*
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
重型数控立车工作台静压计算
赵明黄正东王书亭陈立平
(华中科技大学 CAD 中心武汉 430074)
摘要：采用预载恒流静压导轨的重型数控立车的工作台由于承载大，静压计算时必须考虑结构变形对油膜厚度的影响，因此该计算问题为静压－结构耦合问题，通常采用迭代方法求解。工作台主轴 z 向自由情况下，用有限元法求解工作台变形时，如何处理工作台主轴孔处的 z 向约束是静压求解的关键，目前有关文献对此问题的处理方法存在问题。为解决此问题，提出一种计算刚性位移的方法；即认为油腔的油膜厚度为工作台的刚性位移与工作台导轨在该油腔封油边处的 z 向平均变形的代数和，该刚性位移值可通过油腔的静压力与工作台其余 z 向载荷的平衡条件求出。对直接采用不动点迭代方法求解此耦合问题的发散特点进行分析，提出新的校正改进法，用于静压迭代计算求解，无论工作台主轴 z 向有无约束均可使用，还可考虑包括切削力在内的外载。采用新方法进行 3 个工况的静压求解迭代计算，均稳定收敛到指定的精度，验证了新方法的有效性和稳定性。关键词：数控立车中图分类号：TG502 工作台预载恒流静压导轨有限元方法静压计算

重型静压轴承流场与压力场仿真分析

ｊ型静压轴承的性能与设计提供理论依据。ｉ
：
关键词：静压轴承；ＬＥＴ压力流场ＦＵＮ；场；
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【ｂｔｃ】ｈｅｄｅｓｎｍｌｉＡｓａｔＡｔｅ—ｉｎｏａｓｕｏｒｒｍｉｌｉａｎｔ
ｐ￣ｒｅｕｅｃｌｆｒｓｒｄｔｕｏｎｅｏｄｎｍｒａｙｏｐｅｕｉｒｔｎａｄｍｉｒｓｅｓｉｉｌｂ
；ｙｅｔｃｉｒｕｉｅａｄｅｓｔｅｉｐｃｏｅｉｎＴｅｅｒｓｈｏｌｒｖｄｏｅｃｎｔｃｖｓｍｍｒａｄｓｉｔｎｒｇｌｓｈｍａｔｆｒｇｏ．ｈｓｅｕｓｗｕｄｐｏｉｅｓｍｏｓｕｔｅｉｌｔｂｏｒｒｉ
；． …．．… …・ …．．
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中图分类号：Ｈ１３３文献标识码：Ｔ３．６Ａ
１言引
随着各种先进制造技术的快速发展，旋转机越来越趋向于高速重载和大功率发展。因此，对数控加工设备的回转工作台转速及负载能力要求越来越高。液体静压轴承因能提供广泛的液膜厚度以及较高的液膜刚度，功率损耗小，即使在很低的转速下也能平稳工作等特点而被广泛应用到重型装备中并成为核心部件。
；ｕｅａｅｅｅａｏｓｄｅ．ｅｕｔｓｏａｆｏｅｃａｇａｉｌｉｅｖｃｎｙｏｉｌｔｅｏ，ｕｔｅｏｔｔａｒｌｔｉＲｓｌｈｗｔｔｌｗｒｓｈｅｒｄｙｎｔｉｉｉｎｅｒｇｎｂｔｈ：ｌｒｗｓｕｄｓｈｔａｎｐｈｔｆｉ
ＳＵＮｏｇｙａＨＵＡＮＧａ－ｄａＦＺｈｎ－ｕｎ，Ｘｉｏｉｏ，ＡＮＧｅｇａｇＣｈｎ —ｇｎ

毕业论文-某型重型数控机床滑枕设计及温度场仿真分析

北京信息科技大学毕业设计（论文）题目：某型重型数控机床滑枕设计及温度场仿真分析学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：周鹏班级/学号机械1006/2010010173 指导老师/督导老师：孙江宏起止时间：2014 年 2月 24 日至2014年 6月8日摘要在汽车、发电设备、矿山、航空航天、能源、冶金、国防等与机械行业有关的加工行业方面，重型数控落地镗铣机床作为工业生产制造的最基础也是最重要的设备一直扮演着不可替代的角色。

大型数控落地镗铣机床的主轴在滑枕内进行移动，伸出最大长度为1200mm，工作过程中滑枕从主轴箱中伸出的长度在1200mm。

本文对TH6920大型数控落地镗铣床的主轴滑枕进行了自主设计，同时建立了有限元模型，通过理论计算结合有限元仿真分析的方法，分析研究主轴滑枕以及整机床的温度场变化，同时对其热变形进行简略分析,用于验证设计中所存在的错误和缺陷。

本文首先研究滑枕设计包括初步设计滑枕的结构以及校核。

然后在确定好滑枕与主轴的模型参数后，根据弹塑性力学、材料力学以及有限元分析的基本理论，利用soldworks软件建立其三维模型，接着进行温度场仿真分析。

在分析计算滑枕系统内部热源、边界条件的基础上，运用有限元软件ANSYS 建立滑枕系统的有限元计算模型。

运用有限元方法计算出系统的稳态温度场分布以及热平衡时间，为进一步计算热变形奠定了基础。

在确定约束条件和热载荷的基础上，简单分析了系统的热变形。

关键词：TK6920；数控落地镗铣床；滑枕设计；三维建模；温度场；仿真分析；AbstractIn the automotive, power generation equipment, mining, aerospace, energy, metallurgy, national defense and other machinery industry related processing industries, heavy CNC floor-type boring and milling machine as the most basic and most important industrial manufacturing equipment has played an irreplaceable role. Large CNC floor-type boring and milling machine tool spindle in mobile within the slippery pillow, out of a maximum length of 1200 mm, work in the process of the ram out of the spindle box in 1200 mm in length.In this paper, the TH6920 large CNC floor-type boring and milling machine spindle ram to carry on the independent design, the finite element model was set up at the same time, through the theoretical calculation in combination with the method of finite element simulation analysis, analysis and study the spindle ram and the temperature field of whole machine, a brief analysis is made to the thermal deformation at the same time, is used to validate the existence of errors in the design and defects.This paper studies the slippery pillow design including preliminary design structure of the ram, and check. Then when determining the model parameter of ram and spindle, based on the elastic-plastic mechanics, material mechanics and the basic theory of finite element analysis, its three-dimensional model is established by using soldworks software, then the simulation analysis on temperature field. Analysis and calculation in the slippery pillow system, on the basis of internal heat source and boundary conditions, using the finite element software ANSYS to establish the finite element calculation model of ram system. Using the finite element method to calculate the steady temperature field distribution of the system and the thermal equilibrium time, laid the foundation for calculating thermal deformation. In determining the constraint conditions and thermal load, on the basis of simple analysis of the thermal deformation of the system.Keywords:TK6920；CNC boring and milling machine； the slippery pillow design；3 d modeling；Temperature field; simulation analysis；目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................... I I 第一章绪论 (1)1.1 课题来源 (1)1.2 课题背景 (1)1.3 研究意义 (1)1.4 国内外研究现状分析和成果 (2)1.5 研究内容与方案 (4)第二章滑枕设计及三维建模 (6)2.1 TK6920重型落地镗铣机床简介 (6)2.2 三维模型建立 (7)2.3 滑枕设计 (7)2.3.1 滑枕躯体设计 (7)2.3.3 铣轴设计 (10)2.3.4 主轴轴承选择分析 (10)2.3.5 滚珠丝杠副选择 (12)第三章滑枕及整机系统温度场与热变形分析 (13)3.1 滑枕系统有限元模型的建立 (13)3.1.1 单元类型与选择 (13)3.1.2 材料的属性 (13)3.1.3 网格划分 (14)3.2 参数选择和计算 (14)3.2.1 滑枕系统的热源 (14)3.2.2 轴承发热量的计算 (14)3.2.3 对流热换系数 (15)3.3 滑枕系统温度场分析 (16)3.3.1 有限元分析及其结果 (16)3.4 整机温度场分析 (17)结束语 (19)参考文献 (20)第一章绪论1.1 课题来源“TK6920型重型数控机床滑枕设计及温度场仿真分析”课题是国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项《重型数控机床关键共性技术创新能力平台》课题的子项目。

重型数控机床深孔加工动力减振镗杆的设计与仿真

表面加工质量．
关键词：减振；镗刀刀杆；动刚度；动力学仿真中图分类号：Ｇ１．Ｔ７３３文献标识码：文章编号：１０－６３２０）１０３ — ３Ａ０７２８（０６０ — １９０
ＤｓｇｎｍｕａｉｎｏａｙＮＣｃｉｅＴｏｌｙａｃｌｅｉｎａｄＳｉｌｔｆＨｅｖｏＭａｈｎｏｎｍｉａＤ
ｄｐｏｅｈｎｉｇｗａｈｔａｇａｄｚｓｔｅｄｎｍｉｓｆｅｓｏｅｂｒｇｂｒｔｅｉｎａｂｒｗｔｉｒｔｎｏｍａｎｖｌｉｋｎｙｔａｇｒｎｉｈｙａｃｔｎｓｆｔｏｎａｏｄｓａｉａｖｂａｉｔｅｉｈｉｇｈｏａｓｒｔｎｓｓｍｅｂｒｇｂｒｈｓａｔｌｓｓａｖｎｅｏｔａｅＡＤＡＭＳａｄＡＮＹｕｌｅｉｔｇａ－ｂｏｐｉｙｔｉｔｏｎａ．ＴｉｒｉｅｕｅｄａｃｄｓｆｒｍｏｅｎｈｉｃｗｎＳＳｔｂｉｔｎｅｒｔｏｄｈｅｙｔｍｌｔｒｂｓｄｏｈｏｙｏｎｍｉｓｏｌ —ｂｄｙｔｍ，ａｄｖｉａｅｔｅａｃｒｃｆｈｅｉｒｄｓｓｅｐａｏｍａｅｎｔｅｒｆｆＤｙａｃｆＭｕｔｉｏｙＳｓｅｎａｄｔｃｕａｙｏｅｄｓｆｌｈｔｎｇｏｈａｙＮｃｉｅｔｏｓｄｎｍｉａｉｒｔｎａｓｒｔｎｂｒｇｂｒｆｒｄｅ —ｈｌｒｃｓｉｇｈｅｕｔｆｓｌ— ｅｖＣｍａｈｎｏｌｙａｃｌｂａｉｂｏｉｏｎａｅｐｖｏｐｏｉｏｏｅｐｏｅｓｎ．Ｔｅｒｓｌｏｉａｍｕｔｎｄｍｏｓａｅａｅｄｓｇａｎａｃｅｄｎｍｉｓｆｅｓｏｅｂｒｇｂｒｅｕｅｔｅｑａｔｏｄａｉｅｎｔｔｓｔｔｅｉｎｃｎｅｈｎｅｔｙａｃｔｎｓｆｔｏｎａ，ｒｄｃｈｕｎｉｆｒｉｌｏｒｈｔｈｈｉｈｉ￣ａｖｂａｉｎａｄｉｒｖｅｓｒｃｒｃｓｉｇｑａｉ．ｉｒｔｎｍｐｏｅｔｕｆｅｐｏｅｓｕｌｙｏｈａｎｔＫｅｒｓｖｂａｉｎａｓｒｔｎ；ｂｒｇｂｒｙａｃｓｆｅｓｙａｃｌｓｍｕａｉｎｙｗｏｄ：ｉｒｔｂｏｉｏｐｏｏｎａ；ｄｎｍｉｔｎｓ；Ｄｎｍｉａｉｌｔｉｉｏ

数控重型卧式车床静压中心架的调整及油膜厚度计算

数控重型卧式车床静压中心架的调整及油膜厚度计算作者：陈雪芳崔凤有毕洪颖来源：《科学与财富》2018年第19期摘要：静压中心架在数控重型卧式车床中属于定位工件的关键件，定位细长轴类工件时，由于工件自身挠度较大，为减小变形量，我们在静压中心架设计中会将轴瓦与下面支撑套筒之间设计成球面轴承，轴承间采用静压卸荷的结构以保证球面轴承的灵敏性，确保加工过程中工件与轴瓦之间的静压油膜厚度的稳定性。

本文主要讲述了静压中心架的调整及静压油膜厚度计算，解决实际生产中的实际应用问题。

关键词：静压中心架、调整、油膜、计算方法1 静压中心架的工作原理及调整：静压中心架最大的承载能力为150吨。

本机床配有两个静压中心架下体和两个中心架上体，用户可根据加工需求更换上体，上下体的连接通过螺栓和定位键实现，液压系统管路连接通过快换接头实现。

中心架下体位于工件床身上，中心架下体在工件床身上的移动由电机驱动，到位后由碟簧油缸将中心架卡紧在床身上。

中间瓦块的高低调整靠中间套筒下面的油缸驱动，油缸外有锁紧螺母，由电机驱动锁紧螺母，将中间套筒锁紧。

为了适应大型工件的中心调整的准确性，在三个支承瓦的调整上还设有手动微调机构。

当支撑工件时，应将卸荷泵（安全压力设定在270 Kg/平方厘米）和静压泵均打开。

如还是感觉调整操作困难，需重新配研球面瓦和静压瓦的各接触面，即下图中的A、B面，保证其接触处的油膜刚度足够。

中心架工作时的操作步骤：本机床可采用主轴和尾座顶尖顶紧工件后再中心架托起找正中心的方法；也可采用直接利用中心架托瓦将工件找正中心的方法。

下面描述的是后一种直接找正的方法。

中心架移动：1、按下中心架体放松按钮，利用中心架移动按钮将中心架移动到目标位置（工件架口处），找正位置后按下中心架体夹紧按钮，此时夹紧指示灯亮。

2、将第二个中心架也按上述方式操作。

工件中心高低调整：3、利用中间套筒快速升降按钮将套筒位置调到距离中心位置较接近的地方（按架口的直径尺寸计算）。

大重型静压支承静态性能及油膜流体仿真

Ｊｎ．２ｌｕ０ｌ
文章编号：１０－５２２１）３０２ — ４ＤＯ：ＮＩ１１７／２１０１．３．００８０６（０１０ —４６０ＩＣＫ：－３９Ｎ，１６２３１６２０２０
大重型静压支承静态性能及油膜流体仿真
第３卷第３期０
、０＿０，ｌ３Ｎｏ．３
辽宁工程技术大学学报（然科学版）自
Ｊｕｎｌｆａｎｎｅｈｉａｉｅｓｔ（ｔｒｌｃｅｃｏｒａｏｉｇＴｃｎｃｌｏＬｉＵｎｖｒｉｙＮａｕａｉｎｅ）Ｓ
２１年．京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京２００；２南京工大数控科技有限公司，江苏南京２００）１南１０９．１０９
摘
要：了解决大重型数控转台的单油腔静压推力轴承无法承受偏载荷问题，出了单油腔静压支承与静压径为提
ｄｔｕｙＮＣｏａｙｔｂｌａｎｔｂａｒｉｌｏａ，ａｃｍｐｏｉｅｄｓｇｃｅ，ｉｈｉｏｏｅｆｓｎｌｉｈｍｂｒｒｔｒａｅｃｎｏｅｒｐａｔａｄｏｌｓｔｅｉｎｓｈｍｅｗｈｃｓｃｍｐｓｄｏｉｇｅｏｌｃａｅｈｒｓａｉａｉｇａａｉａｔｔｃｐｅｓｒｅｉ，ｓｐｏｓｄＡｌｏｔａｉｉａｅｔｒｃｓｉｇｏｉｃａｅｙｄｏｔｔｃｂｅｎｎｄｒｄｃｌｓａｉｒｓｕｅｂａｎｇｉｒｐｏｅ．ｓ，ｏｆｃｌｔｔｐｏｅｓｎｆｏｌｈｍｂｒｒｒｈｅ

大重型静压支承静态性能及油膜流体仿真_唐军

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当 ε = 0 时，即轴承未受外载荷作用，单腔圆
)(1
−
ε
)6
⎤ ⎥⎦
2
4λ0 (1 + λ0 ) 1 + 4λ0 (1 + λ0 )(1 − ε )6
2.2 回型定量供油式径向轴承承载能力表达式
在以往的静压径向轴承工程实际应用中，矩
形、扇形和圆形油腔是比较常见的几种油腔形式。
而对回型油腔的理论研究与模拟分析还未见报道，
其油腔结构如图 2。
r1 r2 r3 r4
担。同时，为了方便静压径向轴承油腔加工，提出了一种新式回型油腔结构，并给出了其静态性能表达式。最后通过数值模拟和实验，验证设计方案的正确性。
数值模拟是研究液体静压轴承速度场与压力场的有效手段之一。国外，Satish C.Sharma [5]利用有限元方法对不同油腔形状的圆形静压推力轴承的动静特性进行了分析，发现它们的性能（刚度、承载能力、压力和流量）有所不同；A. van Beek[6] 等对倾斜的多垫静压推力承载进行有限元分析，得出油膜厚度的减小与载荷的偏心率线性相关； Manring Noah D[7]等在设计静压推力轴承时采用浅油腔,而不是传统的深油腔,并找出了它们的细微差

大重型机床静压导轨的静态性能及油膜流体仿真研究

ａｎｄＰｏｗｅｒ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ
・一＾垂ｐＮ＂”—＾ｌ一＾●一“■一，、．Ｍ帆・一＾毋－－、●＾＾ｌ＾’＼．—＾”‘喜十＾舢＂堪斤＾ｊ—Ｎ—＾ｔ一＾￡一Ｉ＾ｉ一¨—＾＾十＾舢＿ＮｐＨ、－—＾ｔ一＾缸Ｈｑ，＾￥—～ｐＨｑ—十●十‘●＋＾‘Ｈ、．—＾事忡＾●一、
轨压力在一定范嗣内增大时．流髓增龄｛ｒ变大的趋势，而往加投２５ｔ偏心载衙时．基本保ｔ导线性父系；酬环形导轨压力一定（空载）．静Ｊ‘向心轴承压力在一定范围内变化时，流｛走增鞋仃奎夫的
的．名’虑刮结构对称性’ｊ周期性特点和运算速度，取其整个结构
的八ｌ／８进行模拟分析，、及单个扇形油腔．．
趋势：ｆｆＩ＿『住ＪＪｕ载２５ｔ偏心载倚时，流量增鲢，ｆｒ减，ｌ，ｆｆ．Ｊ趋势；载衙加畦时．静慷向心轴承压力对浮起缱有一定稳定作川．闩曼ｌ：升趋势
万方数据
第１０期
张逸舟等：大重型机床静压导轨的静态性能及油膜流体仿真研究
（Ｉ）油膜厚度：
１０３
入油腔巾．在导轨面与被支撑件之间形成・一层油膜将两者完全隔，Ｆ符供油压力为ＪＩ】：，油腔压力Ｐ受油腔进油孔前的节流器进油液掰ｌＲ．：以及油腔封油面与相对支承件问的间隙＾所形成的ｍ
＾靠。－ｅ玉。（１－云）；ｋ（１叶）
ｓ．－署＝笔一
嚼３导轨１１８（单个油腔）结构
…一鲫＿吐５＿…。一竺！！！垒！：一（７）２、／ｌ“Ａｏ（１＋Ａ。Ｊ（１噌）６
【ｌ＋、／ｌ戈（１瓦）（二）６
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万方数据
Ｎｏ．１０１０４
机械设计与制造
０ｃＩ．２０１２
３静压导轨油膜流体仿真模拟
３．１定压环形多油腔静压导轨数值模拟

数控重型车床静压中心架

关键词：型数控车床；重静压中心架；静压支撑
中图分类号：Ｇ０．Ｔ５２３
文献标识码：Ａ
文章编号：０２２３（０８０ — ０２０１０ — ３３２０）０２ — ２６
１引言
可方便自动调整中间主支承静压瓦左有摆动，以自位方式适应工件中心线因工件重量引起的挠度变化；中问主
装有与床身齿条相啮合的齿轮及减速装置１、中间套筒１
顶起油缸等。中心架由交流电机驱动，并通过减速装置、齿轮及齿条机构实现中心架纵向移动，移动到位后机械
夹紧在床身导轨上。
３液压系统说明
件重量６ｔ（０Ｔ件最大重量为１Ｏ）Ｏｔ，适用于支撑直径为（１ｏ４５ｍｍ的各种轴类零件，ｂ５－，０６具有支撑稳定、回转精度高的特点。
２主要机械结构及性能
支承静压瓦的高低调整靠中机构由手动高压油枪组成调整精度为０２ｍ。．ｍ０
中图分类号－Ｈ１２４Ｔ３．
文献标识码：Ａ
文章编号：０２２３（０８）６０２－２１０ — ３３２００－０３０
２鼓形齿齿向载荷分布
齿轮齿面载荷分布对齿轮强度影响很大，载荷分布不均必然引起齿面及齿根应力集中，鼓形齿避免了齿端与齿面的接触，有效地改善齿面载荷分布的不均匀性，能减小齿根应力，高轮齿承载能力，长使用寿命。提延

卧车包厢内流场CFD数值模拟及舒适度评价

计算机应用
文章编号：２０９５— ５２５１（２０１５）０５— ００４７— ０３
轨道交通装备与技术第５期２０１５年９月
卧车包厢内流场ＣＦＤ数值模拟及舒适度评价
曹亚楠王东屏段宝玉（１．内蒙古科技大学内蒙古包头０１４０１０；２．大连交通大学机械工程学院辽宁大连１１６０２８）
１．２计算方法
计算模型是某高速列车卧铺车厢，车厢定员４０人。包厢内床位布置有２种方式：（１）上铺折叠后
研究高速动车组车厢内空调通风系统及其车厢内的空气流动特性，实质是流体流动问题，对任何复杂的湍流流动， Ⅳ一Ｓ方程（方程组）都是适用的。该方程组是非线性二阶偏微分方程组，对大多数工程问题无法获得精确解析解，只能用ＣＦＤ数值模拟的方法求解，数值计算按三维、定常、不可压缩进行处理。
面体和六面体混合单元，总数约６６０万个。计算模型主要包括车厢、回风道、回风出口及废
排风口（见图１）。车体轮廓考虑了外墙和车窗的区别，因为两者材料的传热系数不同。车厢内部空间被划分为１０个包厢和走廊过道，每个包厢的内部有
４位乘客，图中显示了第１和第１Ｏ包厢的位置。
主风道沿车顶中部设置，风道向包厢内送风的方式为条缝送风方式，包厢的回风口在包厢与走廊

静压中心架支承性能研究及数值仿真

静压中心架支承性能研究及数值仿真
静压中心架是重型数控镗车床中支承工件进行加工的部件,能够同时承受垂直和水平方向的载荷,具有摩擦阻力小、使用寿命长、转速范围广、抗振性能好等优点,是保证工件加工精度的重要部件。

而静压中心架的油膜润滑特性直接影响车床的工作性能,可靠性和寿命,因此本文从理论分析和数值模拟的基础上对静压中心架的润滑特性与支承性能进行研究。

本文首先分析了国内外相关静压支承的研究现状,介绍了静压中心架的特点及工作原理。

对油垫模型进行合理简化,根据流体在平板缝隙中的流动特性推导出静压中心架流量公式和支承刚度公式。

基于计算流体力学有限体积法的数值模拟原理,选取合适的计算机仿真模型与边界条件,利用CFX进行迭代求解得到润滑油的流动状况及流场相关参数。

结果表明数值模拟得出的静态特性曲线和理论计算值吻合的较好。

通过对静压中心架油腔内部和油膜上的润滑油流态进行模拟仿真得到了油垫上的速度分布曲线。

得到了最高温升发生的区域,分析了影响支承工作温升的主要因素,同时绘制了工件转速与平均温升之间的关系曲线。

分析了温粘效应和周向回油槽对静压中心架支承性能的影响。

最后分别研究了不同轴径的静压中心架和圆形腔静压中心架的支承性能。

通过以上分析和研究,本文系统研究了静压中心架的静态支承性能。

揭示了静压中心架支承间隙润滑油的流动规律。

通过对静压中心架内部流场进行的多次数值模拟仿真探讨了几个主要参数对静压中心架支承性能的影响规律。

本研究为此类支承的设计提供了理论计算方法,为静压支承的工作特性研究提供了一定的理论基础,为设计出结构合理、性能
优良的液体静压支承提供了理论依据。

静压导轨实验平台搭建与仿真分析

毕业设计（论文）题目：静压导轨实验平台搭建与仿真分析学生姓名：学号：学部（系）：机械与电气工程学部专业年级： 09机械设计制造及其自动化指导教师：职称或学位：教授2013年4月10日目录摘要 (3)关键词 (3)Abstract (3)Key Words (4)前言 (4)1. 静压导轨简介 (5)1.1 静压导轨工作原理 (5)1.2 静压导轨优缺点 (7)1.3 静压导轨供油方式 (8)1.3.1 定压供油 (8)1.3.2定量供油 (9)2. 静压导轨受力分析 (10)3. 静压导轨结构设计 (17)3.1 结构设计 (17)3.1.1 油腔结构设计 (17)3.1.2 导轨结构设计 (19)3.2 供油系统设计 (21)4. 静压导轨动力学性能分析 (23)4.1 建模过程 (23)4.1.1 在Proe4.0中建立静压导轨模型 (23)4.1.2 将Proe中建好的模型导入Ansys中 (27)4.2 分析过程 (28)结束语 (34)参考文献 (35)致谢 (36)静压导轨实验平台搭建与仿真分析摘要在制造技术飞速发展的今天，机械工业正向大型化、高速重载、高精度，以及高性能化的方向发展。

人们对机加工产品的质量和精度方面要求也越来越高，对加工产品的机床精度要求也日益提高。

由于液体静压导轨具有高精度、高刚度、高寿命等优点，因此广泛应用于数控机床领域。

本文首先介绍了静压导轨工作基本原理，然后利用Ansys进行静压导轨实验平台的搭建，其中包括静压导轨结构设计和静压导轨供油系统设计，并进行了仿真分析。

关键词：静压导轨；Ansys；结构设计；供油系统设计；仿真分析Built an experiment platform of the Hydrostatic guideway and make a simulated analysisAbstractIn the present,with the rapid development of manufacturing tech-nology,machinery industry forward large,high speed,high precision and performance oriented direction.People on the machining quality and Precision requirements have become more sophisticated,précis machine tools for processing the product requirements are increasing. With advantages of high accuracy, large rigidity and longlife as well as low attrition, the hydrostatic guideway is widely used in the field of CNC machine tools.This article first introduces the basic principle of the hydrostatic guideway,then using Ansys to built an experiment platform of the hydrostatic guideway, including design the structure of the hydrostatic guideway and the oil supply system of the hydrostatic guideway,and perform a simulation about the hydrostatic guideway.Key Words: hydrostatic guideway;Ansys;The structure design；Design of oil supply system;Simulation前言未来全球的机床发展趋势将会是高速化，超精密，纳米化和信息化，同时生态环保的理念也会逐渐普及在新一代机床设计上。

卧式机床静压中心架的设计和研究

卧式机床静压中心架的设计和研究杜军; 林万娟; 运同树【期刊名称】《《流体传动与控制》》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】3页(P31-33)【关键词】静压中心架; 静压支撑; 油膜厚度【作者】杜军; 林万娟; 运同树【作者单位】齐重数控装备股份有限公司研发中心液压室黑龙江齐齐哈尔161005【正文语种】中文【中图分类】TH137引言在重型卧式机床上，回转类零件在重力和切削力的作用下，自身变形很大，但零件的精度要求又极高，工件重量一般在20~400 t之间，工件长度为10~20 m，但形位公差要求基本均在0.007 mm以下。

由于国产机床达到0.01 mm以内的精度十分困难。

因此，这种机床过去一直依赖进口。

这两年，为了使静压中心架的使用能够满足用户不断提高的要求，笔者对静压中心架不断进行结构改进和研究。

本文针对用户的具体的工况要求，对中心架的结构重新进行了设计，在成本没有提高的情况下，考虑其使用的稳定性、操作的宜人性及精度的保证性等做了全新结构设计和计算。

1 静压中心架的结构1）本文设计的液体静压中心架结构简图如图1所示。

每套中心架采用上下分体式结构，上下体的连接通过螺栓和定位键实现，中心架支撑直径范围一般为ϕ350~950 mm。

每套中心架有三个支承块，工件的重量由中间瓦支承，两侧瓦主要起调整工件中心位和工件定位的作用，中间瓦为静压瓦，两侧瓦为卸荷滑动瓦。

中间瓦块下面有一静压球面瓦，可以调整支承瓦实现360°任意方向的摆动，以适应工件中心线因工件重量引起的挠度变化和切削力引起的前后左右方向的变形。

中间瓦高低调整靠中间套筒下面的液压缸驱动实现，液压缸外装有锁紧螺母，由电机驱动锁紧螺母，将中间套筒锁紧。

为了适应大型工件中心调整的准确性，在三个支承瓦的调整上还设有手动微调机构。

中心架和液压系统管路连接通过快换接头实现。

2 中心架静压支撑油腔设计根据油腔间是否相通，静压中心架支撑可以分为两种结构型式：多油垫静压支承和多油腔支承。

卧式钻镗组合机床液压系统设计

课程设计说明书黎明职业大学2017年6月27日目录1. 设计任务 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 设计参数 (1)1.3主要内容 (1)2. 工况分析 (2)2.1负载图及速度图 (2)232.2 工况分析图 (4)3. ........................................................................ 方案确定53.1 选择液压回路。

(5) (5) (5) (6) (6)4. 计算和选择液压元件 (6)4.1 确定液压泵的规格和电机功率 (6) (6)4.2 液压阀的选择 (7)4.3 确定管道尺 (8)4.3.1 压油管道 (8)4.3.3 回油管道 (9)4.4 确定邮箱容量 (9)5. 组成液压系统图 (9)6. 液压系统主要性能的估算 (10)6.1 液压缸的速度 (10)6.2 系统的效率 (11)6.2.1 回路中的压力损失 (12)6.2.2 液压泵的工作压力 (13)6.2.3 顺序阀的调整压力 (13)6.3 液压回路和液压系统的效率 (14)1. 设计任务设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统。

该机床用于加工铸铁箱形零件的孔系，运动部件总重G=10000N液压缸机械效率为0.9，加工时最大切削力为12000N工作循环为：“快进一一工进一一死挡铁停留---------------------- 快退一一原位停止”。

快进行程长度为0.4m,工进行程为0.1 m。

快进和快退速度为0.1m/s，工进速43度范围为3X10〜5X 10n/s ，采用平导轨，启动时间为0.2s。

要求动力部件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。

1.1设计要求设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统。

该机床用于加工铸铁箱形零件的孔系，运动部件总重G=10000N液压缸机械效率为0.9，加工时最大切削力为12000N 工作循环为：“快进一一工进一一死挡铁停留—快退一一原位停止”。