薄膜反馈式节流器的结构设计

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作者 张楚鹏 梅子进 汤迎港 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第3期64-67,72,共5页

薄膜反馈式节流器因反馈精度高,常被用于液体静压转台中。目前,国内液体静压转台高精度缺乏、需求激增,为了提高转台精度,设计了一种新型薄膜反馈式节流器,以获得稳定的高刚度油膜,并采用Ansys进行双向流固耦合分析,获得液压油的流速和... 薄膜反馈式节流器因反馈精度高,常被用于液体静压转台中。目前,国内液体静压转台高精度缺乏、需求激增,为了提高转台精度,设计了一种新型薄膜反馈式节流器,以获得稳定的高刚度油膜,并采用Ansys进行双向流固耦合分析,获得液压油的流速和压力分布;然后,对比PM流量控制器,结果表明随着入口压力的增加,两者的薄膜最大变形量均呈近似线性关系递增,其递增率仅相差0.11,因此证明所设计的节流器是合理可行的;最后,对基于薄膜反馈式节流的液体静压转台进行性能测试,结果表明转台的各项性能指标均能达到要求:承载力大于1000 kg、刚度大于2077 N/μm、轴向跳动小于1μm,表明设计的节流器是合理可行的。 展开更多

关键词 液体静压转台 薄膜反馈式节流器 双向流固耦合 变形量

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液体静压转台技术综述 被引量：21

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作者 周堃 熊万里 +1 位作者 吕浪 阳雪兵 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2011年第4期22-25,29,共5页

综述了液体静压转台技术的研究现状;从回转工作台结构、规格、回转精度、承载能力、刚性、热稳定性等方面逐一分析和评述了各因素对静压转台关键功能特性的影响规律;最后对静压转台技术的未来发展趋势进行了预测和展望。

关键词 静压转台 静压导轨 回转精度

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精密磨床转台静压轴承的强健化设计 被引量：8

3

作者 王建磊 王云龙 +4 位作者 门川皓 崔亚辉 陈润霖 王晓虎 贾谦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1155-1161,1168,共8页

针对精密磨床转台静压轴承性能仿真数据与其回转精度实测数据不一致的问题,为提高转台静压轴承的设计水平,提出了静压轴承的强健化设计方法。该方法考虑了轴承结构参数在轴承全生命周期内的变化,分析了半径间隙、油腔尺寸、节流比及润... 针对精密磨床转台静压轴承性能仿真数据与其回转精度实测数据不一致的问题,为提高转台静压轴承的设计水平,提出了静压轴承的强健化设计方法。该方法考虑了轴承结构参数在轴承全生命周期内的变化,分析了半径间隙、油腔尺寸、节流比及润滑油黏度在设计、加工、装配和服役4个阶段的变化规律,重点研究了半径间隙在各阶段对轴承性能造成的影响,给出了转台静压轴承的强健化设计流程。通过一个径向轴承的设计实例对该强健化设计方法进行了说明,并将设计结果与传统设计进行了对比。对比的指标是轴承在4个阶段的刚度、承载力和温升,这3个指标对轴承回转精度有直接影响。研究表明:进行强健化设计后,在生命周期内静压轴承的刚度和承载力的变化量为10%~27%,温度的变化量为0.5%~1.6%,较传统设计更能保证转台回转精度的稳定。 展开更多

关键词 精密磨床 转台 静压轴承 强健化设计

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主轴部件套类零件高精度立式磨床研制 被引量：9

4

作者 胡秋 舒强 +1 位作者 汪俊文 王宝瑞 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第9期50-53,共4页

在分析套类工件结构特点和技术要求基础上,以精度为目标,开展了立式复合磨削工艺路线设计及与之相适应的精密立式磨床研制。所研制的磨床其动态回转精度优于0.3μm的高刚度液体静压直驱式静压回转工作台和运动直线度优于0.2μm/200 mm... 在分析套类工件结构特点和技术要求基础上,以精度为目标,开展了立式复合磨削工艺路线设计及与之相适应的精密立式磨床研制。所研制的磨床其动态回转精度优于0.3μm的高刚度液体静压直驱式静压回转工作台和运动直线度优于0.2μm/200 mm的高刚度液体静压导轨很好地保证工件磨削圆度和母线直线度。研制的机床实现了内孔磨削圆度0.7μm,外圆磨削圆度优于0.45μm的磨削效果,能满足各种高精度主轴部件套类零件高精度磨削。 展开更多

关键词 主轴部件 套类工件 立式磨床 液体静压回转工作台 液体静压导轨 控制软件

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大型精密数控转台关键技术分析与应用 被引量：8

5

作者 张健 刘春时 +2 位作者 李焱 侯延星 侯春华 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第1期174-175,共2页

简要介绍了一种大型精密数控转台的主要结构特点,大型精密数控转台承重高达25t,可以实现连续回转、任意角度定位,分度精度高,可保证调头镗孔的同轴度。在开发过程中突破了精密传动和静压支撑两项关键技术,解决了传统数控转台定位精度和... 简要介绍了一种大型精密数控转台的主要结构特点,大型精密数控转台承重高达25t,可以实现连续回转、任意角度定位,分度精度高,可保证调头镗孔的同轴度。在开发过程中突破了精密传动和静压支撑两项关键技术,解决了传统数控转台定位精度和承载能力不高的技术难题。详细分析和论述了开发过程中突破的精密传动和静压支撑两项关键技术,解决了传统数控转台定位精度和承载能力不高的技术难题。 展开更多

关键词 数控转台 结构 精密传动 静压支撑

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液体静压转台倾斜油膜承载特性解析 被引量：8

6

作者 熊万里 符马力 +1 位作者 王少力 吕浪 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第24期3326-3333,共8页

针对CFD数值仿真计算过程中建模周期长、计算效率低的缺点,基于各封油边当量油膜厚度思想采用解析法来研究液体静压转台倾斜承载特性,推导了倾斜油膜承载力、弯矩和刚度的计算公式,提高了计算效率。利用CFD软件Fluent对油膜进行了数值仿... 针对CFD数值仿真计算过程中建模周期长、计算效率低的缺点,基于各封油边当量油膜厚度思想采用解析法来研究液体静压转台倾斜承载特性,推导了倾斜油膜承载力、弯矩和刚度的计算公式,提高了计算效率。利用CFD软件Fluent对油膜进行了数值仿真,结果表明倾斜油膜承载力误差保持在6%以内,弯矩误差保持在8%以内,验证了解析公式的可靠性。利用所提出的解析方法研究了倾斜位移率、供油压力、节流孔径和转速对油膜基本性能参数的影响规律。 展开更多

关键词 液体静压转台 解析法 数值仿真 倾斜特性

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大重型静压支承静态性能及油膜流体仿真 被引量：9

7

作者 唐军 黄筱调 张金 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第3期426-429,共4页

为了解决大重型数控转台的单油腔静压推力轴承无法承受偏载荷问题,提出了单油腔静压支承与静压径向轴承复合设计方案。同时,为了方便静压径向轴承油腔加工,提出了一种新式回型槽油腔结构。此种结构的油腔加工区域仅占单油腔总面积的10%... 为了解决大重型数控转台的单油腔静压推力轴承无法承受偏载荷问题,提出了单油腔静压支承与静压径向轴承复合设计方案。同时,为了方便静压径向轴承油腔加工,提出了一种新式回型槽油腔结构。此种结构的油腔加工区域仅占单油腔总面积的10%,而承载区域达到75%以上。然后,综合应用三维造型软件Pro/ENGINEER和CFD软件FLUENT,模拟分析圆环形静压支承和回型槽油腔的流速分布及压力分布,揭示了两种油腔结构内部油液流动规律,并计算各自的静态性能,实验验证表明,该设计方案正确性与合理性。 展开更多

关键词 数控转台 静压轴承 静态性能 流体仿真 偏载荷

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重型数控机床静压转台承载力分析 被引量：3

8

作者 赵永胜 史霄 +3 位作者 董湘敏 蔡力钢 郭宏升 刘宇凌 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期540-545,共6页

针对重型数控机床定量闭式静压转台的特点以及转台变形与油垫支承力之间的耦合作用,基于静压理论,将静压油膜等效为非线性弹簧单元,建立了模拟静压转台支承系统的有限元模型。根据此模型,计算和分析了转台自重下各油垫受力情况,并以油... 针对重型数控机床定量闭式静压转台的特点以及转台变形与油垫支承力之间的耦合作用,基于静压理论,将静压油膜等效为非线性弹簧单元,建立了模拟静压转台支承系统的有限元模型。根据此模型,计算和分析了转台自重下各油垫受力情况,并以油腔能承受的最大压力为判据,分析了转台不同半径处单点支承的最大载荷。分析结果可作为转台在装夹重型零件时进行支承点布局的依据。 展开更多

关键词 静压转台 静压油膜 非线性弹簧单元 最大载荷

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离心力对恒流供油扇形静压推力轴承承载力的影响分析 被引量：4

9

作者 王少力 熊万里 +3 位作者 孟曙光 桂林 薛敬宇 符马力 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期716-722,共7页

针对恒流供油扇形静压推力轴承传统设计中,承载力计算未考虑离心力影响的问题,推导了计入离心力影响的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式,并提出了离心力影响因子的概念。探索了基于Gambit软件的扇形静压推力轴承三维建模和... 针对恒流供油扇形静压推力轴承传统设计中,承载力计算未考虑离心力影响的问题,推导了计入离心力影响的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式,并提出了离心力影响因子的概念。探索了基于Gambit软件的扇形静压推力轴承三维建模和网格划分方法,并采用CFD软件FLUENT对扇形静压推力轴承油膜进行了三维流体仿真计算。油膜承载力的仿真结果与解析计算值的误差小于百分之五,验证了该解析计算方法的有效性。基于所推导的解析计算公式,研究了各相关物理量对离心力影响因子的影响规律,得到了对承载力计算时需要考虑离心力影响的各相关物理量数据指标范围,为恒流供油扇形静压推力轴承的设计计算提供了理论依据。 展开更多

关键词 恒流供油 静压推力轴承 扇形油垫 静压转台 CFD流体仿真

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超精密液体静压回转工作台研制 被引量：3

10

作者 胡秋 汪俊文 +1 位作者 袁南南 王宝瑞 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第4期156-159,共4页

对某高精度立式磨床用回转工作台采用液体静压直驱转台总体技术方案以保证其良好的动态特性和回转精度;支承系统采用液体静压支承以获得高的承载能力、刚度以保证工艺系统刚性;针对转台高动态回转精度要求,考虑油膜误差均化,确定了其关... 对某高精度立式磨床用回转工作台采用液体静压直驱转台总体技术方案以保证其良好的动态特性和回转精度;支承系统采用液体静压支承以获得高的承载能力、刚度以保证工艺系统刚性;针对转台高动态回转精度要求,考虑油膜误差均化,确定了其关键零件部件精度并采用手工研磨方式保证了其制造精度,实现了转台系统全转速范围内0.25 μm动态回转精度;针对电动机发热和油膜剪切发热,采用稀油大流量静压支承、止推上置电动机下置、电动机强冷等技术措施保证了回转工作台良好的热态特性,工作端热伸长小于4 μm。研制的静压回转工作台应用于立式磨床,实现了外圆内孔圆度0.45 μm的磨削精度。 展开更多

关键词 立式磨床 静压回转工作台 支承设计 精度设计 热态特性

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大重型数控转台静压主轴承载及蜗轮蜗杆啮合侧隙优化 被引量：9

11

作者 于春建 黄筱调 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第3期74-77,92,共5页

大重型数控转台采用静压轴承径向定位,双导程蜗轮蜗杆精密分度。蜗轮蜗杆啮合侧隙与静压主轴轴承的刚性耦合,影响转台分度精度、重复定位精度和动态性能。基于齿轮分配器的工作原理,建立了大重型数控转台静压主轴轴承的数学模型,分析了... 大重型数控转台采用静压轴承径向定位,双导程蜗轮蜗杆精密分度。蜗轮蜗杆啮合侧隙与静压主轴轴承的刚性耦合,影响转台分度精度、重复定位精度和动态性能。基于齿轮分配器的工作原理,建立了大重型数控转台静压主轴轴承的数学模型,分析了各个油腔的压强对应关系,阐明了转台径向承载能力、承载刚性与偏心率的关系。借助激光干涉仪测量转台分度曲线,针对蜗轮蜗杆啮合侧隙的不均匀的现状,推导了啮合侧隙的最大值,提高了转台的重复定位精度及精度保持性。 展开更多

关键词 静压转台径向刚度 蜗轮蜗杆啮合侧隙 分度精度 重复定位精度 偏心率

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恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算与实验研究 被引量：2

12

作者 王少力 熊万里 +3 位作者 孟曙光 桂林 薛敬宇 符马力 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期828-833,共6页

针对重型液体静压转台的传统设计中,恒流供油扇形静压推力轴承承载力的计算未计入离心力因素,且传统设计使用的简化计算方法缺乏实验验证的问题,推导了计入离心力因素的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式;设计建立了重型液体... 针对重型液体静压转台的传统设计中,恒流供油扇形静压推力轴承承载力的计算未计入离心力因素,且传统设计使用的简化计算方法缺乏实验验证的问题,推导了计入离心力因素的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式;设计建立了重型液体静压转台实验系统,并进行了实验研究。实验值与解析计算值的对比分析表明,两者基本吻合,验证了计入离心力因素的恒流供油扇形静压推力轴承承载力解析计算公式有效可行,为恒流供油扇形静压推力轴承的设计计算提供了理论依据。 展开更多

关键词 恒流供油 静压推力轴承 重型液体静压转台 实验系统

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大扭矩直驱式超精密液体静压转台热态特性控制与优化 被引量：3

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作者 胡秋 李梦阳 袁南南 《制造技术与机床》 北大核心 2021年第9期126-129,共4页

直驱式液体静压回转工作台在有限的空间内集中了电机发热、轴承摩擦等多个发热源,其热态特性控制与优化显得极为重要。对某大功率超精密液体静压回转工作台从加强散热、减少热源强度和结构优化3个方面开展了其热态特性控制策略研究,得... 直驱式液体静压回转工作台在有限的空间内集中了电机发热、轴承摩擦等多个发热源,其热态特性控制与优化显得极为重要。对某大功率超精密液体静压回转工作台从加强散热、减少热源强度和结构优化3个方面开展了其热态特性控制策略研究,得益于稀油大流量静压支承、止推上置电机下置、电机强冷等技术措施,热态特性分析及测试表明,转台系统工作端具有较低的温升与较小的热伸长,且由温升与热变形引起的静压油粘度变化及油膜间隙变化对转台系统承载性能影响较小,研制的转台系统具有良好的热态特性。 展开更多

关键词 超精密静压转台 大扭矩 热态特性 控制策略 仿真分析

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超精密液体静压转台装配技术 被引量：3

14

作者 胡秋 袁南南 徐冲 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第8期102-105,108,共5页

制造与装配是高精度液体静压转台核心技术之一。对某超精密液体静压转台,根据其技术要求和结构特点,系统梳理了其装配流程及装配技术难点,提出了支承组件制造与装配精度保证、装配过程变形控制、精度保持性、可靠性考核与提升是转台装... 制造与装配是高精度液体静压转台核心技术之一。对某超精密液体静压转台,根据其技术要求和结构特点,系统梳理了其装配流程及装配技术难点,提出了支承组件制造与装配精度保证、装配过程变形控制、精度保持性、可靠性考核与提升是转台装配的关键环节并对其控制要点及技术难点提出了解决措施。装配的高精度液体静压转台并应用于某数控立式磨床并累积通过2 500 h应用考核,实现了外圆圆度0.45μm内孔圆度0.45μm的磨削精度,验证了转台工作状态下的动态回转精度、刚度及可靠性。 展开更多

关键词 超精密液体静压转台 装配精度保证 装配变形控制 可靠性保证 应用验证

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回转工作台静压导轨设计 被引量：1

15

作者 许昆平 余光怀 罗永俊 《机床与液压》 北大核心 2013年第19期80-82,92,共4页

以重型回转工作台B轴回转静压导轨为研究背景,结合实际工况及静压导轨相关原理,建立单变量函数进行分析、计算,优化了回转静压导轨的结构,提升了B轴回转的动态性能,解决了重型、超重型回转工作台易爬行等问题。

关键词 回转工作台 静压导轨 单变量函数 油膜刚度

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自补偿液体静压精密转台轴承设计与实验 被引量：2

16

作者 佐晓波 尹自强 +2 位作者 王建敏 李圣怡 刘晓东 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期1-6,共6页

设计了一种用于精密转台的新型自补偿圆锥形液体静压轴承,并完成了轴承的制造与性能测试。采用流量平衡原理推导了轴承设计公式,得到了轴向和径向的最优刚度及其优化条件,计入制造误差对轴承承载性能进行了仿真,并测试了轴承的刚度和回... 设计了一种用于精密转台的新型自补偿圆锥形液体静压轴承,并完成了轴承的制造与性能测试。采用流量平衡原理推导了轴承设计公式,得到了轴向和径向的最优刚度及其优化条件,计入制造误差对轴承承载性能进行了仿真,并测试了轴承的刚度和回转精度。结果表明:轴承刚度受到节流间隙与承载间隙的流阻比以及油腔间内流系数影响,流阻比存在最优值,而内流系数越小,对刚度越有利;计入制造误差的仿真模型能够有效预测轴承刚度范围。 展开更多

关键词 精密转台 静压轴承 自补偿 刚度

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大型数控立式磨床静压转台油膜热特性仿真及其实验分析 被引量：5

17

作者 陈令 黄智 +2 位作者 衡凤琴 王正杰 贾臻杰 《制造技术与机床》 北大核心 2017年第2期80-86,共7页

以某大型立式磨床静压工作台热特性为研究对象,首先通过理论分析了油膜发热规律。理论分析表明:工作台逆时针旋转且转速较低时,油膜最高温集中在封油边右侧;转速较高时,油膜最高温集中在封油边外侧。再利用ANSYS Workbench建立油膜流体... 以某大型立式磨床静压工作台热特性为研究对象,首先通过理论分析了油膜发热规律。理论分析表明:工作台逆时针旋转且转速较低时,油膜最高温集中在封油边右侧;转速较高时,油膜最高温集中在封油边外侧。再利用ANSYS Workbench建立油膜流体模型,仿真在不同转速条件下,封油边的发热规律。表明了仿真与理论分析的一致性。最后在转台空载和加载情况下,对四种不同转速进行实验,得到了不同的油膜温升测试结果。实验结果表明:该测试结果与仿真数据对比能够基本吻合,从而验证了理论与仿真方法的正确性。研究结果为大型立式磨床静压转台研制中进行油垫结构优化与转台控制提供了理论依据。 展开更多

关键词 立式磨床 静压转台 热特性 实验分析

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某重型立车静压转台热特性分析与实验研究 被引量：3

18

作者 衡凤琴 黄智 +2 位作者 许可 王正杰 王立平 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第1期29-34,共6页

以某重型立式车床静压转台为研究对象,通过ANSYS Workbench建立油膜-转台这一流固耦合模型,探讨不同转速条件下,因油膜的摩擦发热导致的转台温度场及热变形场的变化规律。分析结果表明:油膜封油边处温升最大,在转速低于20 r/min时,静压... 以某重型立式车床静压转台为研究对象,通过ANSYS Workbench建立油膜-转台这一流固耦合模型,探讨不同转速条件下,因油膜的摩擦发热导致的转台温度场及热变形场的变化规律。分析结果表明:油膜封油边处温升最大,在转速低于20 r/min时,静压转台热变形随转速的增加而缓慢增大;在转速高于35 r/min,静压转台热变形随转速的增加迅速增大。同时对不同工况下的油膜温升进行了测试实验,与封油边油膜瞬态温度仿真结果能够较好地吻合,转台边缘轴向热变形与径向热变形测试结果与仿真结果的变形方向及趋势是一致的。研究结果为进一步分析重型立车运行过程中的热误差控制及结构设计优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 重型立车静压转台 温度场 热变形 实验分析

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超精密锥形液体静压转台节流器孔径和轴承间隙对其刚度影响的研究 被引量：4

19

作者 张瑞涛 李增强 +2 位作者 袁梓馨 刘长在 孙涛 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第10期119-126,共8页

液体静压转台因为其高刚度、高精度等优良性能在超精密机床中得到了广泛应用,其节流器孔径和轴承间隙参数的选择是其性能提升的关键因素。为了进一步研究两种参数对转台刚度的影响,设计了一种可以改变这些参数的小孔节流锥形液体静压转... 液体静压转台因为其高刚度、高精度等优良性能在超精密机床中得到了广泛应用,其节流器孔径和轴承间隙参数的选择是其性能提升的关键因素。为了进一步研究两种参数对转台刚度的影响,设计了一种可以改变这些参数的小孔节流锥形液体静压转台,使用流体仿真的方法对其刚度进行计算研究并开展了验证实验。首先,介绍了锥形液体静压转台的结构形式,并对转台的性能进行了理论计算和分析;接着,在Fluent软件中仿真计算并总结了节流器孔径和轴承间隙对液体静压转台刚度的影响规律;最后,制备了液体静压转台实物,测量了其轴向和径向刚度,与仿真计算得到的结果在变化趋势上具有良好的一致性,证明了仿真模型的可靠性,对于液体静压转台的设计与刚度提升具有重要意义。 展开更多

关键词 小孔节流 锥形液体静压转台 仿真计算 刚度提升

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数控立车静压转台油膜温度场仿真分析及优化 被引量：9

20

作者 衡凤琴 黄智 +2 位作者 陈学尚 许可 陈士行 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第11期1733-1737,共5页

主要针对数控立车液体静压转台油膜发热控制难题,采用CFD(computational fluid dynamics)仿真软件Fluent数值模拟油膜温度场分布。讨论了转速及黏度对油膜温度场的影响,得到油膜温升最大点主要集中在沿径向封油边外侧。利用MATLAB对其... 主要针对数控立车液体静压转台油膜发热控制难题,采用CFD(computational fluid dynamics)仿真软件Fluent数值模拟油膜温度场分布。讨论了转速及黏度对油膜温度场的影响,得到油膜温升最大点主要集中在沿径向封油边外侧。利用MATLAB对其黏度因素进行优化得到最小功耗下的油膜黏度,得到在黏度为0.061 7 Pa·s时,可使静压系统功耗最低,同时油膜温升也小的预测结论。仿真结果为工程实际油膜温度控制提供了理论依据。 展开更多

关键词 静压转台 油膜温度场 FLUENT 优化

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