高速滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)與熱特性研究.pdf

1、滾珠絲杠副作為高速加工中心進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件，其性能直接影響機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)和精度。由于速度的提高，滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)中的接觸區(qū)域(絲杠螺母、軸承等)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，而這些熱量又無(wú)法及時(shí)散發(fā)，會(huì)使?jié)L珠絲杠的溫度升高，引起滾珠絲杠熱變形，使得機(jī)床加工精度降低。因此，研究滾珠絲杠副在高速運(yùn)行條件下的動(dòng)態(tài)性能和熱特性，對(duì)提高機(jī)床的加工精度有重要的意義。本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　 高速進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。建立了高速滾珠

2、絲杠動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)兩部分組成。選用空心滾珠絲杠副作為被測(cè)元件，利用LMS數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可完成負(fù)載狀態(tài)下滾珠絲杠副動(dòng)態(tài)性能的在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。
　　 高速進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能測(cè)試與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。在建立的高速進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能測(cè)試系統(tǒng)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)滾珠絲杠溫升變化、左右軸承座溫升變化、絲杠熱位移、加速度以及空心絲杠冷卻系統(tǒng)進(jìn)出口油溫等基本參數(shù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理。
　　 高速進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)

3、態(tài)熱特性分析。計(jì)算了滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的發(fā)熱量，建立了滾珠絲杠副的溫升與熱位移之間的數(shù)學(xué)模型，分析出影響滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)精度的主要因素是溫升的變化，從而結(jié)合實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算對(duì)滾珠絲杠系統(tǒng)進(jìn)行了熱特性分析。
　　 高速進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)熱變形補(bǔ)償。分析了抑制滾珠絲杠熱變形的主要方法，提出了基于流體力學(xué)原理的空心滾珠絲杠科恩達(dá)氣液二元熱補(bǔ)償方法，通過(guò)采用將冷卻介質(zhì)通入空心絲杠內(nèi)部進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)冷卻，和冷卻氣流對(duì)絲杠重點(diǎn)發(fā)熱區(qū)域進(jìn)行局部冷卻相結(jié)合