为探讨磁流体密封极齿参数对磁流体热特性的影响,利用传热学理论构建磁流体密封装置的传热计算模型,研究不同转速下密封间隙、极齿宽度、极齿槽宽度和极齿高度与磁流体温度的关系。在磁流体密封实验台上研究密封间隙、极齿宽度、极齿槽宽度和极齿高度对磁流体温度的影响,并利用模型计算结果对试验结果进行了验证。试验结果表明:随着密封间隙和极齿高度的增加,磁流体温度逐渐减小,呈负指数变化趋势;随着极齿宽度的增加,磁流体温度线性增加;随着极齿槽宽度的增加,磁流体的温度基本不变;密封间隙对磁流体温度影响最大,其次是极齿宽度和极齿高度,极齿槽宽度对磁流体温度基本没有影响。研究表明,在一定范围内适当增加密封间隙和极齿高度,适当减小极齿宽度,可以在一定程度上减小磁流体的发热量,提高磁流体密封装置寿命。

针对高速电主轴实际运行中主轴内部发热量大、温度升高等导致主轴热变形而影响电主轴加工精度问题,以某型电主轴为研究对象,通过仿真与试验结合的方法探究冷却系统冷却能力。阐述电主轴热态特性;分析螺旋和循环冷却系统的有限元仿真结果;进行冷却系统对比试验,验证仿真结果。结果表明:螺旋冷却系统稳态下整体冷却效果和冷却速率都优于循环冷却系统。研究结果为电主轴设计、优化与开发提供了一定的技术参考。

机床的热误差已成为影响机床工作性能的最主要因素之一,滚珠丝杠作为机床进给系统关键部件,其热变形直接影响着机床的加工精度。因此,对滚珠丝杠进行热误差控制与补偿十分重要。过去几十年里,国内外学者对滚珠丝杠进给系统热误差研究可以分成三部分内容:热特性研究,热误差建模和热误差补偿。先通过滚珠丝杠热特性分析获取必要的参数,然后以此为基础进行合理的热误差建模,最后进行热误差检测及其补偿。以此为脉络展开,分别探讨了三部分内容国内外的研究现状以及存在的优缺点,并对未来的研究趋势进行了展望。

为研究油气润滑参数对高速电主轴热特性的影响,在考虑气流压力和供油量2个因素下对高速电主轴进行热特性正交试验。结果表明:供油量对温升指标的影响最大,气流压力影响次之,二者的交互因素对温升指标的影响比较小。获得了最佳水平组合,得到了不同水平组合下电主轴各方向的热变形;分析电主轴各方向热变形不同的原因,得到在实际加工中应该重点控制主轴Z方向热变形量的结论。

鉴于圆柱滚子轴承运转过程中承载区存在热力相互耦合作用,结合轴承动力学分析方法和热分析、温度场分析方法建立了滚动轴承热力耦合分析计算模型并进行了求解。基于建立的计算模型分析了热力耦合效应对轴承温度场分析和承载性能计算以及疲劳寿命预测的影响,并探讨了轴承结构参数以及工况条件对热力耦合效应计算效果的影响。结果显示,考虑热力耦合效应与不考虑热力耦合效应两种计算方法在温度场分布、承载性能以及疲劳寿命等计算结果上存在较明显的差异,且该差异受轴承结构参数和工况条件的影响。

合理的轴承预紧是保障轴系性能的关键所在。由于生产制造和装配误差的存在,容易导致轴系中常用的定位和定压预紧方式形成非均匀预紧载荷。针对以上问题,开发了一种采用小型压电测力传感器测量预紧力、由电主轴驱动的试验平台,可用于开展非均匀预紧载荷下轴承轴系性能试验研究。针对不同方向和大小的非均匀预紧力下的轴系热特性进行了试验,测试结果表明1.当非均匀预紧力导致弯矩增大时,均匀预紧下该平面上外圈温度值和温升被非均匀预紧下温度值和温升完全包络。2.对比非均匀预紧力,外界环境温度和散热型式对轴系温度场有更显著的影响。受载轴承中接近热传导的区域,其温度明显低于轴承其他区域。该结果直接反映出非均匀预紧载荷对轴承轴系热特性的影响,同时为理论研究提供了数据支持。

为了研究电主轴在工作时温度变化规律,文章结合能量守恒和热平衡原理,建立了电主轴温度随时间变化的模型,得出时间—温升规律符合指数规律;当电主轴结构、材料及工作环境确定的情况下,电主轴达到热平衡所需时间是不变的。通过对某型号数控机床设计温度采集方案,在机床电主轴上布置温度传感器,采集了不同转速下的温度值,分析实验结果可得电主轴的温升随着转速升高而增大;时间—温升变化规律和所建立的数学模型相一致;该模型可以对机床电主轴的温度变化情况进行预测,为研究机床关键热源的热特性提供了理论依据。

针对飞机液压系统分布广泛、结构复杂、工况多、环境变化大而难以通过试验进行系统温度特性的验证难题，提出通过基于AMESim软件的计算机仿真手段进行飞机液压系统系统级热特性分析的方法。在对飞机液压系统典型元件进行发热与传热分析的基础上，完成了元件级的热仿真模型建模。以某大型飞机为例，进行了飞机平台散热条件的划分与设置，从而搭建了系统级的飞机液压能源系统热特性仿真模型。对于提高大型飞机液压能源系统的设计、评估、优化等的效率具有实际意义。

液压伺服系统具有响应速度快、负载刚度大、功率体积比大的优点，然而液压伺服系统对温度变化较为敏感，温度的升高会使泄漏量增大，导致液压伺服系统性能降低，影响着伺服系统元件的使用寿命。液压伺服系统的发热机理及热特性建模的理论研究，对于相应的温度控制措施的使用具有重要的理论指导意义。综述了近年来国内外有关液压伺服系统发热机理、热特性建模及仿真方法、降温措施等方面的研究方法和成果。

考虑影响防折弯系统液压系统油液温度的因素,提出两种液压系统方案,并建立基于AMESim的热力学仿真模型。通过对防折弯系统的两种方案进行仿真和对比,得到有轨电车在一次转弯过程中液压油温升为0.105℃。如果忽略外界的热交换,有轨电车运行一天,防折弯系统液压系统的液压油温升为7.875℃。在不增加冷却系统的条件下,方案1和方案2都满足液压系统散热要求。