以25TAC62B角接触球轴承为例,建立了轴承瞬态热分析模型,利用ANSYS Workbench对轴承的温度场和热变形进行了仿真分析。结果表明随加热时间增加,各元件温度均在升高,内圈温度随半径增加逐渐升高,外圈温度随半径增加逐渐降低,球的温度高于内外圈;轴承内圈受热后向半径增大方向膨胀,外圈向半径减小方向膨胀,球在内圈和外圈共同挤压下半径变小,整体向半径减小方向被压紧。为进一步研究轴承热诱导的动态接触特性和热诱导的精度渐变可靠性奠定了基础。

电主轴的热变形是机床精密加工精度的非常关键的影响因素之一,而热膨胀系数是影响电主轴热变形的关键参数。热膨胀系数受多种参数的影响,呈较强的非线性关系,且没有精确数学模型进行描述。利用人工蜂群算法不依赖精确数学模型寻优的优势,对电主轴热变形模型中的关键系数—热膨胀系数进行优化,从而提出了基于改进人工蜂群算法的电主轴热变形模型。仿真研究结果表明,改进的蜂群算法相比于标准蜂群算法优化精度提高了大约2倍,达到收敛精度的迭代次数减少10%-16%,动态寻优能力加强。以100MD60Y4型号电主轴为被控对象,对不同转速下的电主轴进行热变形研究。实验结果表明,以转速为2000rad/min为例,基于经验热膨胀系数得到的热变形量与实际测得的热变形量在X、Y、Z三个方向的误差分别为0.17μm、0.47μm、1.48μm,基于优化热膨胀系数得到的热变形量与...

这里以角接触球轴承25TAC62B为研究对象,采用SKF法计算轴承的发热量,将轴承座外表面分为五个面,基于随机有限元方法对轴承座与轴承的装配体有限元模型进行仿真分析,研究轴承内外圈及滚动体温度的离散程度变化规律,以及对轴承座五个外表面对流系数的敏感性,并分析轴承座内表面与轴承外圈外表面的径向热变形情况。研究结果具有一定的工程实用价值,为进一步研究轴承温度控制和轴承部件热结构耦合随机特性奠定基础。

某星载微波成像仪内部单机发热量大且单机安装密集,同时因其在星上布局限制导致散热条件恶劣。为确保成像仪内部各单机满足温度指标要求,保证微波成像仪正常在轨工作,基于多个空间热环境工况开展轨道外热流分析,通过合理散热路径设计,采取主被动结合方法进行热控设计。运用Thermal Desktop软件对热控方案进行热仿真验证,并将得到的温度场数据映射到有限元模型中进行天馈系统结构热变形仿真计算。结果表明,单机温度水平符合成像仪温控要求,天线反射面变形较小,满足设计要求。

对机床主轴系统的发热与变形情况进行理论与实验研究。对主轴系统进行受力分析,建立三维模型。运用传热原理对机床主轴系统的温度场进行有限元热特性分析,得出机床主轴高速运转下的热变形的仿真结果,机床主轴系统最右端轴向伸长3μm,上翘9.1μm。在此基础上开展实验,借助红外温度传感器与位移传感器测得机床主轴系统的热变形,验证了有限元分析得合理性,为下一步的机床热误差补偿提供必备的条件。该机床主轴系统的热变形在径向和轴向的差别较大,后续热误差补偿应主要考虑径向变形。

依据润滑理论,求得推力轴承瓦面油膜温度场,简化处理后视其为镜板表面温度。采用有限元数值分析方法,对可倾瓦推力轴承推力盘由温度引起的变形进行模拟仿真,并重点介绍了推力盘温度场的加载方法和加载过程。分析结果表明温差引起推力盘产生热变形,镜板处变形最大,该变形沿径向呈向下凸起。

零传动滚齿机运转时由于主轴热源发热,会使工件主轴与滚刀主轴受热产生变形,继而影响工件尺寸加工精度。为了研究滚齿机热变形,采用ANSYS软件对热变形进行仿真分析。运用CREO建模软件建立机床三维模型并导入ANSYS,通过理论计算得到模型的边界条件,之后选用稳态分析来确定主轴热平衡状态下的温度场分布,在此基础上进行热—结构的耦合场分析,得到主轴三维热变形量。仿真结果证明了在高精度滚齿加工机床中热变形对精度的影响十分显著,为热变形的补偿提供有力的依据。

针对传统多基点激光跟踪干涉仪测量方法测量过程耗时较长,无法准确检测出热变形对机床主轴运动精度影响的缺点,文章提出一种单站激光跟踪干涉仪测量方法,设置一个激光跟踪干涉仪采集机床运动轨迹,由于激光跟踪干涉仪初始坐标为已知量,因此只通过计算主轴目标点坐标就可以完成二维平面内机床运动轨迹的标定。相比传统激光干涉仪测量,该方法不仅能够准确标定机床主轴运动轨迹,还能快速完成主轴目标点坐标的计算。实验结果显示,单站激光跟踪干涉仪能够在7min内测量热变形对机床主轴运动精度的影响,并且受热变形影响,机床主轴Z向垂直度误差增大,且Y向最大偏差达到50μm,验证了单站激光跟踪干涉仪测量系统的有效性。

以主轴动态回转精度为出发点，以两种不同类型加工中心主轴为测试对象，在非切削状态下分别进行了径向误差运动和轴向误差运动。以及热变形的测试及分析。提出了使用主轴误差分析仪进行主轴的动态回转精度以及热变形分析的方法，测试结果表明：静态误差相近的主轴，由于其结构、传动方式及冷却方式的不同，其动态精度可能存在很大差异。针对实测的加工中心主轴和整机的结构进行分析，可为机床和主轴的结构设计、误差补偿和实际加工提供技术支撑。

液压滑阀常常在使用过程中伴随着黏性加热现象,这将严重影响液压滑阀的控制特性。为了揭示滑阀的热失效故障,建立带有配合间隙的滑阀热特性模型,运用COMSOL软件内置的共轭传热与粒子追踪模块通过求解滑阀热特性模型,对液压滑阀内的流动与传热过程进行数值解析。结果表明:高温主要出现在速度梯度较大的区域以及受高速油液冲击的节流槽壁面;由此导致滑阀配合边上产生不均匀径向热变形,固体颗粒物在发生变形的间隙更容易聚集,由此可知,滑阀配合边的径向热变形对颗粒物的污染卡紧有促进作用。这些研究成果为工程技术人员对液压滑阀卡紧现象提供可视化的理解。