發(fā)布時間：2020-12-03 04:36

　　精密加工技術在軍工、航空航天、工程機械等行業(yè)得到大范圍應用,精密數(shù)控機床是執(zhí)行精密加工任務的重要設備,而進給系統(tǒng)作為精密數(shù)控機床的核心組成部件,能保證工件和刀)尖具有正確的相對位置,實現(xiàn)機床的高質(zhì)量加工。由于液體靜壓支承具有高剛度、低摩擦、阻尼特性好等優(yōu)點,廣泛用于精密數(shù)控機床進給系統(tǒng)。然而,目前國內(nèi)外研究多是針對液體靜壓導軌或軸承,較少對包含有液體靜壓絲杠副的整體進給系統(tǒng)進行研究。本文對集成有靜壓絲杠的液體靜壓直線進給系統(tǒng)的動力學行為及其控制進行了相關研究,所做的具體工作如下:（1）以靜壓絲杠副為研究對象進行了承載性能分析。以其結(jié)構和工作原理為基礎,將靜壓絲杠副油腔等效為對置分布的扇形油腔。通過理論分析得出了單個扇形油腔的支承特性,通過ANSYS FLUENT進行了仿真,與理論計算結(jié)果進行了對比,驗證了等效分析的正確性。推導了靜壓絲杠副等效剛度及阻尼計算模型,探究了不同系統(tǒng)參數(shù)對靜壓絲杠副承載性能的影響。（2）將進給系統(tǒng)各結(jié)合部等效為液體彈簧阻尼,計算了其等效剛度阻尼的參數(shù)�；�于拉格朗日方程建立了靜壓進給系統(tǒng)的動力學模型,根據(jù)系統(tǒng)的簡化動力學模型推導了伺服電機-進給系統(tǒng)整體的傳遞函數(shù)... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

氣體靜壓絲杠試驗臺

西安理工大學工程碩士專業(yè)學位論文21.3靜壓絲杠副與靜壓導軌研究現(xiàn)狀在十九世紀中葉德國發(fā)明了液體靜壓軸承之后，英國和蘇聯(lián)緊隨其后，相繼發(fā)明了液體靜壓螺母，但由于加工技術限制，成品率低，因此并未取得廣泛應用[3]。進入二十世紀后，日本針對流體絲杠螺母副進行了研究，流體支承主要使用的介質(zhì)是氣體。研究對象主要是氣體靜壓小孔節(jié)流絲杠螺母副，陶瓷多孔質(zhì)氣體靜壓絲杠[4][5]等。JunhongMa等研發(fā)了一套驅(qū)動系統(tǒng)，應用了氣體靜壓絲杠、軸承，使用光柵進行位置檢測反饋[6]。JamesZhu等人也針對氣體靜壓絲杠做過研究，采用的節(jié)流方式是利用多孔質(zhì)材料，其結(jié)構如圖1-1所示[7]。圖1-1氣體靜壓絲杠試驗臺Fig.1-1Gasstaticpressurescrewteststand與液體靜壓導軌和軸承的工作原理相似，液體靜壓絲杠在傳動過程中通過向油腔通入高壓油的方式，在絲杠和螺母之間形成流體潤滑。在國內(nèi)雖然對靜壓絲杠副也做了一些研究，但受制于加工技術，未能做到大規(guī)模生產(chǎn)，而國外的一些公司已經(jīng)有了成熟的產(chǎn)品。圖1-2所示分別為HYPROSTATIK公司和ZOLLERN公司生產(chǎn)的靜壓絲杠[8]。圖1-2HYPROSTATIK靜壓絲杠和ZOLLERN靜壓絲杠Fig.1-2HYPROSTATIKhydrostaticscrewandZOLLERNhydrostaticscrew山東大學的張永濤考慮到螺距誤差的影響，對液體靜壓絲杠螺母進行了相關研究[9]，并發(fā)現(xiàn)了油膜的存在具有均化誤差的作用；給出了考慮螺距誤差的油膜特性控制方程；提出了若干油膜均化誤差的影響因素，例如螺母的徑向位移和傾斜角度等。蘭州理工大學的

1緒論3趙樹清、羅生梅以一種用于高速進給系統(tǒng)的液體靜壓絲杠副為研究對象[3][10]，通過理論和實驗相結(jié)合的方法，，基于靜壓絲杠副和常見的滾珠絲杠副的傳動機理，將兩者進行了對比研究，證明了在剛度、承載力及耐磨損方面，靜壓絲杠副的性能均要優(yōu)于一般的滾珠絲杠。2011年，吳曉明等針對一種用于立式車床的靜壓絲杠副進行了研究，內(nèi)容為絲杠的結(jié)構設計和計算[11]，如圖1-3所示為其研究對象的結(jié)構示意圖。圖1-3立式車床上的靜壓絲杠副結(jié)構圖Fig.1-3Structureofstaticpressurescrewpaironverticallathe焦建華等[12]申請了一項可用于大型立式車床的靜壓絲杠副的實用新型專利，，其對應的工況為重載。在絲杠的結(jié)構方面創(chuàng)新性的應用了鋸齒形螺紋。該專利所提出的靜壓絲杠副具有受載大、摩擦孝可靠性高、磨擦孝傳動效率高等優(yōu)點，對于提高大型立式車床的升降傳動效率具有重要意義�？翟碵13]利用液阻網(wǎng)格法對靜壓絲杠副的靜態(tài)特性進行了研究，但由于在理論分析中較少涉及到加工精度和表面粗糙度的因素影響，在實際工況下，系統(tǒng)外界參數(shù)均對流場的特性有著顯著的影響。在文中也提出了一套關于靜壓絲杠副的實驗分析步驟和測試方案。盧品娟[14]等針對靜壓絲杠副的加工誤差進行了研究，例如螺距誤差、有效徑誤差及截型誤差等，給出了誤差產(chǎn)生的一系列原因。對相關制作加工工藝進行了介紹，通過該種加工工藝可以使絲杠的精度保持長期不變。TOnatEkinci[15]等人對氣體靜壓導軌進行了理論建模和試驗研究。主要是對氣體靜壓導軌的位置誤差進行分析，通過理論研究分析，給出了兩項主要的影響因素，分別是支承剛度和幾何誤差。接著對研究對象進行預加載實驗，最終實驗結(jié)果與理論分析結(jié)果能夠相互印證。ManishKumar[16]等人設計并制造了?


本文編號：2896002