电主轴冷却润滑实验系统设计与实验研究

《电主轴冷却润滑实验系统设计与实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文电主轴冷却润滑实验系统设计与实验研究作者姓名：刘腾入学年份：2013年9月指导教师：张丽秀教授学科领域：机械工程(专业学位)申请学位：工程硕士所在单位：机械工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：孔祥伟答辩委员会组成：孔祥伟李颂华陆峰石怀涛片锦香邓华波魏春雨论文评阅人：硕士研究生学位论文摘要I摘要装备制造业是一个国家一切经济发展的基础，是保证国家繁荣富强的基石。努力提升制造业的国际竞争力，是我国建设富强、民主、健康社会的必由之路。当前，世界处于新一轮的科技革

2、命发展的风口，世界经济格局正在重新分配，必须紧紧抓住这一重大历史机遇，把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国。德国率先提出了《工业4.0》概念，以期进一步稳固自身工业强国的地位。面对新的机遇我国于2015年5月提出了《中国制造2025》战略部署，为我国实施制造强国战略的今后发展指明了方向，其中高档数控机床技术成为重点突破的领域之一。高档数控机床的关键技术之一是高速主轴技术，而高速主轴技术的主要表现形式是电主轴技术。为了保证电主轴在工作过程中的热稳定性，电主轴外接一套冷却润滑系统，通过流体对电主轴强制对流换热，并及时将其产生的热量带走，保证电主轴温度控制在合理范围之内。本课题以170

3、SD30-SY型钢电主轴为研究对象，设计了电主轴冷却润滑实验系统，并通过实验验证了仿真分析的准确性，最后通过PID增量式算法实现了电主轴的恒温控制。具体研究工作如下：第一，依据电机学知识、传热学理论以及流体数值计算理论对电主轴热传导进行了理论分析，计算了电主轴在各工况下不同部位热源的发热量及传热参数。第二，利用CFD仿真分析了电主轴电机温度与冷却水流速的关系以及压缩空气的压强对电主轴轴承温升的影响，找出了冷却润滑系统的最佳冷却润滑参数，为电主轴冷却润滑实验系统的设计和实验研究提供了理论依据。第三，通过分析冷却润滑实验系统的仿真结果及总结国内外电主轴冷却润滑实验系统的冷却方法，确定了冷却

4、润滑实验系统设计的方案，根据实验方案完成了电主轴冷却润滑实验系统的设计，并在系统中采用PID算法实现主轴温度的恒温自动控制。第四，通过电主轴水冷实验、油气冷却实验以及恒温控制实验可知电主轴冷却润滑系统能够实现电主轴的恒温控制以及相关实验研究。本研究结果可以为电主轴生产企业及用户提供电主轴运行时保持热稳定性的最优参数，开发的实验系统可以为电主轴综合工况下运行特性研究提供平台。关键词：电主轴;冷却润滑系统;CFD仿真;热稳定II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractSincetheequipmentmanufacturingindustryisthe

5、foundationofacountry,itiscriticaltoimproveitsinternationalcompetitiveness.Meanwhile,itshouldbenotedthatthewholeworldiscurrentlyconfrontedwithanewroundoftechnologicalandindustrialrevolutionandtheworldeconomicsituationischanging.Thus,weshouldseizethishistoricopportunitytobuildChinaasapowerinmanufa

6、cturingindustries.Inordertoholditsleadingpositioninthemanufacturingindustries,Germanyfirstlyproposed“Industry4.0”.Meanwhile,Chinalaunchedthe"MadeinChina2025"strategicplaninMay2015,whichpointedoutthedirectionofthefuturedevelopment,andreferredtothehighgradeCNCmachinetooltechnologyasoneofthekeybrea

7、kthroughs.AsthecrucialtechnologyofthehighgradeCNCmachinetool,thehigh-speedmotorizedspindletechnologymainlymanifestsasthemotorizedspindletechnology.Inordertoensurethemotorizedspindlethermalstability,thecoolingandlubricationsy