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機(jī)床主軸動(dòng)壓滑動(dòng)軸承動(dòng)態(tài)性能分析
2014-11-11 16:29:37 840
現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展對(duì)機(jī)床切削速度和精度要求越來越高。適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)主軸的動(dòng)壓滑動(dòng)軸承，動(dòng)態(tài)性能的影響較大，一是動(dòng)壓滑動(dòng)軸承對(duì)主軸系統(tǒng)提供足夠的阻尼，保證主軸穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；
二是軸承彈性使主軸的實(shí)際臨界轉(zhuǎn)速比滾動(dòng)軸承減小，且產(chǎn)生交叉剛度是促使系統(tǒng)失穩(wěn)的主要因素之一。因此，動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的動(dòng)態(tài)性能分析計(jì)算，對(duì)設(shè)計(jì)具有良好動(dòng)態(tài)性能的機(jī)床主軸系統(tǒng)是非常必要的。
機(jī)床主軸動(dòng)壓滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)原理
動(dòng)壓滑動(dòng)軸承按潤(rùn)滑劑不同，分為液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承和氣體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承，機(jī)床主軸常用的是多油楔液體動(dòng)壓滑動(dòng)軸承。
動(dòng)壓滑動(dòng)軸承是靠主軸以足夠高的角速度ω旋轉(zhuǎn)，將一定粘度的潤(rùn)滑劑帶入收斂的多油楔中，形成壓力油膜承受載荷。油膜厚度取決于油楔形狀，油楔形狀是在軸瓦內(nèi)壁上加工出曲線油槽，固定瓦有阿基米德曲線油槽，有偏心園弧曲線油槽，活動(dòng)瓦塊撓支點(diǎn)B擺動(dòng)能自動(dòng)調(diào)整間隙，形成油楔.潤(rùn)滑劑在收斂的楔形間隙中流動(dòng)，由于油層間的剪切應(yīng)力作用，產(chǎn)生流體動(dòng)力，使相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩表面被油膜隔離，形成純液體摩擦。
動(dòng)壓滑動(dòng)軸承具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，抗振阻尼好，噪聲小，主軸系統(tǒng)強(qiáng)度和剛度大，軸承可靠性和承載能力高等特點(diǎn)。因此動(dòng)壓滑動(dòng)軸承廣泛應(yīng)用于機(jī)床主軸和其他行業(yè)的機(jī)器設(shè)備中。
動(dòng)壓滑動(dòng)軸承動(dòng)態(tài)工作狀況分析
圖2是機(jī)床主軸應(yīng)用的固定三油楔動(dòng)壓滑動(dòng)軸承的原理圖。在軸頸上作用外載荷F，使軸頸中心O產(chǎn)生偏離至Oj，偏離位置常用偏心率ε和偏位角θ表示：Oj(θε)，其中，ε=e/h0，e——偏心距，h0——軸承與軸頸的半徑間隙，h0=Rr。
若外載荷F是不隨時(shí)間變化的穩(wěn)定載荷，則軸頸中心Oj在軸承中的位置是不變的，并處于某一偏心率ε和偏位角θ上，而軸承油膜力P施加給軸頸與外載荷F相平衡，這一位置Oj(ε、θ)稱為靜平衡位置。
若軸頸在靜平衡位置受到撓動(dòng)(如切削材料硬度不均勻或主軸重量不平衡產(chǎn)生離心力等)時(shí)，軸頸中心Ojo(下角標(biāo)“o”表示靜平衡位置上的值，下同)將在靜平衡位置作微小位移，軸頸中心Ojo位移到Od，Od為瞬時(shí)中心，用Δx和Δy表示，Od偏離Ojo的距離，稱為動(dòng)態(tài)位移，Od為軸頸的動(dòng)態(tài)瞬時(shí)中心。
