高速滾珠絲杠進給系統(tǒng)動態(tài)性能檢測與熱特性研究.pdf

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

2、絲杠動態(tài)性能檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由機械系統(tǒng)和測試系統(tǒng)兩部分組成。選用空心滾珠絲杠副作為被測元件，利用LMS數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集，可完成負載狀態(tài)下滾珠絲杠副動態(tài)性能的在線實時檢測。
　　 高速進給系統(tǒng)動態(tài)性能測試與實驗數(shù)據(jù)分析。在建立的高速進給系統(tǒng)動態(tài)性能測試系統(tǒng)上，通過實驗檢測滾珠絲杠溫升變化、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)進出口油溫等基本參數(shù)，并對實驗數(shù)據(jù)進行了分析處理。
　　 高速進給系統(tǒng)動

3、態(tài)熱特性分析。計算了滾珠絲杠進給系統(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給系統(tǒng)精度的主要因素是溫升的變化，從而結(jié)合實驗和理論計算對滾珠絲杠系統(tǒng)進行了熱特性分析。
　　 高速進給系統(tǒng)動態(tài)熱變形補償。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氣液二元熱補償方法，通過采用將冷卻介質(zhì)通入空心絲杠內(nèi)部進行強制循環(huán)冷卻，和冷卻氣流對絲杠重點發(fā)熱區(qū)域進行局部冷卻相結(jié)合