高速精密壓力機(jī)熱特性研究.pdf

1、在壓力機(jī)動(dòng)、靜剛度逐步提高的同時(shí)，其工作過程中由軸承及其他相應(yīng)部件的摩擦所引起的發(fā)熱和溫升仍然不可避免，由此引起的熱變形將對(duì)滑塊的下死點(diǎn)精度造成影響，從而直接導(dǎo)致其加工工件精度和質(zhì)量的下降。隨著壓力機(jī)的高速重載化發(fā)展，由熱變形引起的熱誤差在總誤差中所占比例越來越大，已成為進(jìn)一步提高其精度和轉(zhuǎn)速的主要制約因素。本文以VH-16型高速精密壓力機(jī)為研究對(duì)象，采用有限元分析和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，對(duì)其連桿、曲軸以及整機(jī)的熱特性進(jìn)行了深入研究。<

2、br>　　首先，將壓力機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，分別計(jì)算不同工況下連桿熱源發(fā)熱量的理論值和表面對(duì)流換熱系數(shù)的試驗(yàn)修正值。建立連桿溫度場(chǎng)分析的有限元模型，采用瞬態(tài)熱分析求解其溫度場(chǎng)，并以此作為邊界條件建立其熱-力耦合模型，分析由溫升引起的連桿相應(yīng)熱變形。通過試驗(yàn)測(cè)量連桿相應(yīng)點(diǎn)的溫度和熱變形并與有限元結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了連桿有限元分析模型的合理性，并建立了連桿穩(wěn)態(tài)溫升與轉(zhuǎn)速以及連桿應(yīng)變與溫度變化的理論模型。

3、　　其次，建立壓力機(jī)曲軸的熱-力耦合有限元模型，分別計(jì)算在理論對(duì)流換熱系數(shù)和修正對(duì)流換熱系數(shù)下的曲軸溫度場(chǎng)分布和熱變形，并以控制變量法分析轉(zhuǎn)速和打樁力對(duì)壓力機(jī)曲軸溫度場(chǎng)和熱變形的影響規(guī)律。利用渦流傳感器測(cè)量曲軸不同點(diǎn)的徑向變形，通過比較測(cè)量值和有限元計(jì)算結(jié)果表明，兩者誤荸均保持在可接受范圍內(nèi)，由此證明采用有限元方法計(jì)算曲軸溫度場(chǎng)和熱變形的可行性。
　　然后，將連桿和曲軸的熱特性分析所得的邊界條件作為壓力機(jī)整機(jī)熱載荷，對(duì)整機(jī)的溫度場(chǎng)