精密磨床主軸軸頸形狀誤差對動靜壓軸承性能的影響-數控機（jī）床市場網

您現在的（de）位置：磨床網> 加工與維修>精密磨床（chuáng）主軸軸（zhóu）頸形狀誤差對動靜壓軸承性能（néng）的影響

精密磨（mó）床主軸（zhóu）軸頸形狀誤差對動靜壓軸承性能的影響

2016-8-4 來源：湖（hú）南大（dà）學機械與運載工程學院作者：楊軍胡靖

摘要（yào）：考慮主軸軸頸製造中的圓度誤差和圓柱度誤差，應用FLUENT軟件，對精密數控磨（mó）床砂（shā）輪主軸深淺油腔動靜壓軸承的性能進行了分析。結果表明（míng）：主軸軸頸圓度誤差和圓柱（zhù）度（dù）誤差的種類對動（dòng）靜壓軸承性能的影響各不相同，隨著軸承間隙的變化而變化。動靜壓軸承承載能力、功耗以及油（yóu）膜最高溫升等性能參數都會（huì）隨著主軸軸（zhóu）頸誤差幅值的增加而增（zēng）加；但動靜壓軸承流量的變化趨勢（shì）卻相反。要提高磨削加工精度，必須考慮精密數控磨床主軸軸頸的形狀誤差的影響。

關鍵詞：精密磨（mó）床；主軸（zhóu）；動靜壓軸承；軸頸圓度（dù）誤差；軸頸圓柱度誤（wù）差

由於製造過（guò）程（chéng）中的（de）誤（wù）差，磨床砂輪（lún）動靜（jìng）壓主軸（zhóu）軸頸會存在一（yī）定的形狀誤差，數控磨床砂輪動靜壓主軸在高速旋轉時，主軸軸頸的形狀誤差會導致其（qí）支承動靜壓（yā）軸承與主軸之間的油膜問隙發生變化，這樣（yàng）軸承內（nèi）部潤滑油流動形（xíng）態隨之發生改變，進而油膜承載力、軸承溫升、軸承流量、軸承功耗等軸承性能會（huì）受到影響；軸（zhóu）承性能的變化反過來會對砂輪主軸陛能如回轉精度產生不利影響，進而會影響砂主軸的磨削加工（gōng）精度。例如主軸軸頸的圓度誤差對主軸回轉精度的影響包含兩部（bù）分：一是主軸旋轉時，動不平衡（héng）質量使主軸的平衡位置（zhì）產生變動，形成回轉（zhuǎn）誤差；二是主軸旋轉使圓度誤差波峰和波穀（gǔ）交（jiāo）替改（gǎi）變軸承主軸間隙內潤滑油油膜厚度，導致主軸平衡位置產生變化。在線性假設條件下主（zhǔ）軸的回轉誤差為圓度誤差（chà）和動（dòng）不（bú）平衡（héng）激勵（lì）造成的回轉誤差之和（hé）。磨削機床主軸回轉誤差是各瞬時主軸實際回轉軸線相對於平均回轉軸線位置的變動量。磨床（chuáng）砂輪靜壓主軸的回轉誤差常常會直接複印在工件表麵，影響工件的加工精度。試驗結果表（biǎo）明精密車削的（de）圓（yuán）度誤差有30％～70％是由（yóu）於主軸的回轉誤差引起，且機（jī）床的精度越高，回轉誤差的影響所占工（gōng）件加工誤差的比例越大。而以（yǐ）前（qián）國內外學者在分析中較少考慮砂（shā）輪主軸的形狀誤差對動靜壓軸承性（xìng）能的（de）影響¨之J，尚未考慮砂輪主軸作回轉誤差運動（dòng）時軸頸形誤差對動靜壓軸承油膜流場的動壓效應和（hé）擠壓效應，不能充分揭示動靜壓軸承中潤滑介質與主軸軸頸流固耦合作用時油膜力、軸承流量和溫升之間的內在聯係。這樣動（dòng）靜壓（yā）軸承性能分析計算結果勢（shì）必會存在一定的誤差。隨著磨（mó）削加工向著（zhe）超精密（mì）方（fāng）向發展，為了提高磨削加工精度，有必要（yào）深入研究高速精（jīng）密磨床砂輪主（zhǔ）軸軸頸的（de）形狀誤差對動靜壓軸承性能的影響（xiǎng）。

機床主軸與軸承的形位公差（chà）(圓度、圓柱度)Ax=(1／20～1／6)2h。，主軸形狀誤差主要分為圓度、圓柱度（dù）等幾類∞J，根據機床（chuáng）的一致（zhì）性誤差以及具體實測結（jié）果，主軸軸頸（jǐng）的形狀誤差又可以分為（wéi）圓（yuán）度誤差與圓（yuán）柱度誤差兩類。若在軸（zhóu）向方向忽略誤差的變化主軸圓度誤差按頻率可分為l波／周、2波／周、3波／周等3種情形，具體如圖1所示（shì）。可見當主軸（zhóu）圓度誤差為1波／周時，軸承的間隙較沒有誤差時的大；而當主軸圓度誤差為2波／周、3波／周時，軸承的間隙較（jiào）沒有誤差時的小。若在圓周方向忽略誤差的（de）變化，主軸圓柱度誤差又可分為錐形、中凸、中凹等3種誤差，具體如圖（tú）2所示H J。動靜壓軸承（chéng）半徑間隙”o在此取h。=30 txm，則主軸的形位（wèi）公差缸的取值範圍為：3～10¨m。所以在本文中，磨床砂輪主（zhǔ）軸（zhóu）圓度誤差幅值以（yǐ）及圓柱度誤（wù）差幅值均取Ax=3鬥m、Ax=4鬥m、Ax=5 Ixm、Ax=6“m等（děng）4種進行分析（xī）。

（a）

（b）

圖（tú）3深淺腔動靜壓軸承刁：意圖

主軸深淺腔動靜壓軸承（chéng）有外部毛細管節流器可獲得較高靜壓承載能力，由於具有階梯淺腔（qiāng），所以（yǐ）在油（yóu）腔及（jí）封油麵（miàn）上（shàng）產生較強的動壓力，因此該動靜壓軸（zhóu）承兼（jiān）具了靜壓和動壓的優點，就是主軸啟動時以靜（jìng）壓將軸頸托起，運轉（zhuǎn）時產生的階梯（tī）效應以及（jí）楔形效應會使軸承（chéng）的動靜壓承載能力大大（dà）增強，是一種動靜壓（yā）綜合性能較優的高（gāo）速精密（mì）磨床砂輪主軸軸承。圖3a)為深淺腔動靜壓軸承（chéng）二維結構示意圖，圖3b)為（wéi）該軸承（chéng）的（de）三維結構，動靜（jìng）壓軸（zhóu）承O．XY軸承軸向結構對稱；該軸承的具體結構參數如表1所示。

表1軸承（chéng）結構參數（shù）

1、FLUENT軸承求解過程

FLUENT是一種專用來（lái）模擬以及（jí）分析複（fù）雜區域（yù）裏的流體熱交換和流體流動等問題的一款商用CFD軟件。可通過分析動靜壓軸承潤滑油在流動過程中所發生的物理現象，得到軸承最優（yōu）的設計（jì）參數。具體求（qiú）解步（bù）驟（zhòu）如下：

首先，在GAMBIT中建立軸承（chéng）幾何結構以（yǐ）及畫出（chū）較高質量的網格，GAMBIT軟件是FLUENT軟件包中的軟件之一，其（qí）主要（yào）的功能是用於建立動靜壓軸（zhóu）承分析模型以及對該模型劃分分析網格。在軸承模型建立好之後，根據軸承模型的（de）特征進行（háng）分塊以便於劃分（fèn）出（chū）精（jīng）度更加高的六麵體網格，在軸承溫（wēn）度梯度以及速度梯度較大的區域網格盡量的密（mì）；相反地，在軸承這些梯度較小的區（qū）域網格（gé）可以稀疏點，因為軸承（chéng）這些區域的流體的流動方（fāng）式並無大變化，自（zì）然在不影響性能（néng）計算精（jīng）度的情況下計算速度也會較快（kuài）MJ2|。圖4為深淺腔動靜壓軸承油膜網格圖（tú），軸承潤滑油膜中共劃分的分析（xī）網格數為177 992個。根（gēn）據表1中（zhōng）軸承的結構參數大小和這麽多的分析網格，說明軸承油膜中分析網格尺寸非常小，所以計算結果精度高從而滿足分析的要求。

圖4深淺腔動靜壓軸承油膜（mó）網格圖

其次，設定軸承油膜分析的邊界條件。在前麵軸承模型建立以及網格（gé）劃分完成之後，要（yào）設（shè）置（zhì）邊界條件。具體設置的軸（zhóu）承（chéng）油膜分析邊界（jiè）類型有：軸承毛細管節流器壓力人口邊界(inlet)、軸（zhóu）承端泄壓力出口邊界(outlet)、軸承油膜旋（xuán）轉壁麵邊界(movingwall)、以及對稱邊（biān）界(symmetry)等（děng）邊界條件。例如對稱邊界條件（jiàn）中，為了（le）提高計算效率，如（rú）圖3b)該動（dòng）靜壓（yā）軸承為（wéi）軸向對稱結構，故建模時可取其一半。邊（biān）界條件（jiàn）最後以msh文件導（dǎo）出。

最後將msh文件導人到FLUENT中進（jìn）行求解。首先檢查網格，不能出現網格為負體積的情況，否則無（wú）法（fǎ）計算。其次，調整好動靜（jìng）壓軸承分（fèn）析模型（xíng）的縮放比例因子，保證軸承模型尺寸的正（zhèng）確性。接下來是設定求解軸（zhóu）承模型、軸（zhóu）承油膜分析中能量方程以及確定軸承（chéng）中潤滑油流體（tǐ）流動狀態(層流或（huò）者（zhě）紊流)，本文中軸承采用毛細管節流器，經分（fèn）析動靜壓軸承和毛細（xì）管節流器中潤滑油流動都滿足層流條件。

再次，設置材料屬性，軸承潤滑油牌號L—FDI0參（cān）數見表2。最後設置FLUENT計算精（jīng）度，初始化流（liú）場再進行求解（jiě），求（qiú）解的時候要打開殘差曲線圖來實時監測計算結果的收斂情況。

表2 L．FDIO潤滑油（yóu）參數

該動靜壓軸（zhóu）承（chéng）計（jì）算模型的假設條件如下：1)不考慮潤滑油的粘溫（wēn）特性（xìng）；2)所有熱（rè）量一部分升高油溫，剩下一部分由潤滑油帶（dài）走（zǒu）；3)潤滑油為不可壓縮的流體。

圖5為FLUENT計（jì）算得到的相關結果圖，其中圖a)為計算（suàn）得到的軸承油膜壓力場分布雲圖（tú），圖b)為計算殘差曲（qǔ）線嗡控（kòng）圖（tú）。

圖5 FLUENT計（jì）算tfI的相關結果圖

2、主（zhǔ）軸（zhóu）圓度誤差（chà）對軸承靜特性的影響

忽略主軸在軸向方向的誤差變化，主軸圓（yuán）度誤差（chà）按頻率．廠則可分為0(無（wú）誤差)、1、波／周、2’波／周以及3波／周等（děng）四種情形（xíng）舊1，分（fèn）別對應．廠（chǎng）=0，1，2，3。影響動靜壓軸（zhóu）承|生能的（de）因素較多，主要包括（kuò）主軸轉速、軸承供油壓力和偏心率等。主要分析主軸圓度（dù）誤差幅值缸(Ax=3岬，4岬，5 lxna，6鬥m)與誤差頻率（lǜ）彤=0，1，2，3)對動靜壓軸承l生能的影響。具體為：分（fèn）析誤差幅值對軸承陛能（néng）的影響時（shí），廠為一定值；分析誤差頻率．廠對軸承（chéng）性能的影響時，血為（wéi）一定值。

2．1改變主軸圓度誤差幅（fú）值Ax

在主軸圓度誤（wù）差頻率f=2的（de）情況下（xià），研究誤差幅（fú）值缸對動靜壓軸承靜特性的影響。圖6為主軸圓度誤差（chà）頻率／=2、軸承偏（piān）心率（lǜ）F=0．05、主軸轉速n=1 200 r／min、軸承供油壓力Ps=3 MPa以及軸承偏位角p=15。等條件下，誤差（chà）幅值（zhí）缸對動靜壓軸承靜特性的影（yǐng）響曲線（xiàn）圖。

a)軸承承載力 b)軸承總功耗

c)軸承流量 d)油膜最高溫（wēn）升

圖6主軸圓度誤差幅值缸一軸承靜特性關係

如圖6所示（shì）主軸軸頸圓度頻率誤差，=2時，在動靜壓軸承承載力、總功耗和（hé）油膜最（zuì）高溫升方麵（miàn）都比沒有誤差的大，但是（shì）動（dòng）靜壓軸（zhóu）承中潤滑油的流量要（yào）小。如圖l所示（shì），主軸圓度誤差（chà）頻率／=2與廠=0相比，動靜壓軸承的間隙變小，即主軸高速（sù）條件下軸承中的（de）流體動（dòng）壓效應增加，所以如圖6所（suǒ）示動靜壓（yā）軸（zhóu）承承載力、總功耗（hào）和油膜最高溫（wēn）升方麵增大，但是動靜壓軸承中潤滑油的流量變小。如圖6a)所示，動靜壓軸承承（chéng）載力（lì）隨著主軸軸頸圓度誤差幅值（zhí）缸的增大（dà）逐漸明顯（xiǎn）增大；當缸=3鬥（dòu）m時軸承承載力為最小值4 599 N，而在Ax=6岬時達（dá）到最大（dà）值5 398 N。原因是（shì）主軸軸頸圓（yuán）度（dù）誤差（chà）幅值增大，則動靜壓軸承的油膜間隙減小導致（zhì）流體動壓效應增（zēng）強，故動靜壓軸承的承載力增大。如圖6b)所（suǒ）示，動靜壓軸承總功耗隨（suí）著血的增大逐漸增大；當血=6¨皿時總功耗為（wéi）最大值739．9 W，最小為Ax=3岬時的672．5 W。原因（yīn）是靜壓軸承中潤（rùn）滑油的流體動（dòng）壓效應增強導致流體摩擦增（zēng）大，所以軸承的總功耗（hào）增加。如圖6c)所示，隨著血的增大動靜壓軸（zhóu）承流量逐漸減小；當Ax=6岬時軸承流量（liàng）為最小值（zhí）I．2 L／min，在缸=3“m時為最大值（zhí）1．47 L／min。原因是主軸軸頸圓（yuán）度誤差幅值增大，則動靜壓軸承的油膜間隙減（jiǎn）小即軸承中存油空間減小，導致軸承中潤滑油流量逐漸減（jiǎn）小。如圖6d)所示，動靜壓軸承中油膜最高溫升＆隨著血的增大逐（zhú）漸增（zēng）大；當缸=6岬時△￡為最大值22℃，而在缸（gāng）=3岬溫升為最小值16．3℃。原因是軸承的總功耗增加導致軸承的溫（wēn）升逐漸（jiàn）增大。

綜上（shàng）所述，動靜壓軸承承（chéng）載力、總功耗以及油膜最高溫（wēn）升等性能參數都（dōu）會隨著主軸圓度誤差幅值缸（gāng）的增大而逐漸明顯增大，但動靜（jìng）壓軸承（chéng）潤滑（huá）油流量變化（huà）趨勢卻恰好相反。

2．2改變主軸（zhóu）圓度誤差頻率廠

在主軸圓度誤差幅值缸=4岬時，研究主軸圓（yuán）度（dù）誤差頻率，對（duì）動靜壓軸承靜特（tè）性的影響。圖7為（wéi）主軸圓度誤差幅值（zhí）Ax=4¨腳、動靜（jìng）壓軸承偏（piān）心率s=0．05、主軸轉速n=1 200 r／rain、動靜壓軸承供油壓力（lì）Ps=3 MPa以及偏位角9=150等條件下，主軸圓度（dù）誤差頻率（lǜ），對動靜壓軸承靜特（tè）性的影響曲線圖。

a)軸承承載力 b)軸承總功耗

c) 軸承流量 d)油膜最高溫升

圖7主軸圓度誤差頻率（lǜ）戶軸承靜特性關係

如圖7a)所示，動靜壓（yā）軸承承載力在廠=1時（shí）為最小值3 807．4 N，低於主軸無誤（wù）差狀態下的4 108 N；原（yuán）因（yīn）是如圖1所示在，=1時動靜壓軸承的間隙較（jiào）．廠=0時增大，動靜壓軸承中流體動壓效應下降導致軸承承載力（lì）下降。而當．廠=2時（shí），軸承承載力增大到了4 752 N；當．廠=3時，軸（zhóu）承承載力增大到（dào）了4 702 N；原因是．廠（chǎng）=2、3時動（dòng）靜壓軸承的間隙較廠=0減小，動靜壓軸承中流體動壓效應增強導致承載（zǎi）力增大。如圖（tú）7b)所示，動靜壓（yā）軸承總功耗隨著／的變（biàn）化而變化，但各廠F的變（biàn）化趨勢不相同；從數（shù）值上來說，軸承總功耗在．廠=0波／周變化到f_-1波／周時基本上沒有增加；但是在f_-1波／周變化到f_-2波／周（zhōu）時有比較大的增加，軸（zhóu）承總（zǒng）功耗在，=3、波／周時達到最大（dà）值700 W，大於／=0時的643．2 W。如圖7c)所示，動靜壓（yā）軸承（chéng）流量（liàng）在f_-1時達（dá）到最大值1．79 L／min，稍微大於／=0的1．74 L／min；原（yuán）因是軸承的間隙增大潤滑油流量增加。而當f_-2，3時，軸承流量下降到了1．42 L／min和1．47 L／min，低於f_-0時的1．74 L／rain；原因是動（dòng）靜壓（yā）軸承的（de）間隙減小潤滑油（yóu）流量減小。如圖7d)所示，隨著／的增大，油膜最高溫升出會逐漸增大(從12．7℃增大到17．4℃)，主要原因是動靜壓軸承的總功耗增大了。

3、主（zhǔ）軸圓柱度（dù）誤差（chà）對軸承靜特性的影響

這裏分析主軸圓柱度誤差幅值缸(Ax=3“m，4鬥m，5鬥m，6鬥（dòu）m)、如圖2中主軸圓（yuán）柱度誤差種（zhǒng）類(中凹、中凸、錐形（xíng）)對動靜壓軸承性能的（de）影（yǐng）響。具體為：分析主軸圓柱度誤差幅值血（xuè）對動（dòng）靜壓軸承性能的影響時，設定主軸圓柱度誤差種類為中凸（tū）誤差；分析主軸圓柱度誤差種類對動靜壓軸承性能的影響時，主軸圓柱度誤差（chà）幅值為一（yī）定值。

3．1 改變主軸圓柱度誤差幅值血

在主軸圓柱度誤差種類為中凸（tū）時，研究誤差幅值缸對動（dòng）靜壓軸（zhóu）承靜特性的影響。圖8為主軸圓柱度誤差種類為中凸、軸承偏心率占=0．05、主軸轉（zhuǎn）速n=l 200 r／min、軸承供油壓力Ps=3 MPa以及偏位角9=15。等條件下，主軸圓柱（zhù）度誤差幅值缸（gāng）對動靜壓軸承（chéng）靜特（tè）性的影（yǐng）響曲線圖。

a)軸承承載力 b)軸（zhóu）承總功耗

c)軸承流量 d)油膜最高溫升

圖8主軸圓柱度誤差幅值血（xuè）-軸承靜（jìng）特性關係（xì）

如圖2所示，主軸圓（yuán）柱度誤差種類（lèi）為中凸（tū）時，動靜壓軸承的軸向間隙較主軸（zhóu）沒有（yǒu）圓柱度誤差時小，故動靜壓軸承運轉過程中流體動壓（yā）效應增強，所以圖8中可見該動靜壓軸承的承載力、總功耗和軸承油膜最高溫升增大（dà）；而軸（zhóu）承中潤滑油（yóu）流量（liàng）減小。如圖8a)所示（shì），軸承承載力隨著主軸圓柱（zhù）度誤差幅值缸的增（zēng）大逐漸增大，軸承承載力在Ax=3鬥m時為最小值4 369．9 N，而在血=6鬥m時達到最大值4 664 N。原因是主（zhǔ）軸圓（yuán）柱度誤差（chà）幅值增大，則動靜壓軸承的油膜間隙減小導致流體動壓效應增（zēng）強，故動（dòng）靜（jìng）壓軸承的承載力增大（dà）。如圖8b)所示，動靜壓軸承總功耗隨著缸的增（zēng）大（dà）逐漸增（zēng）大；動靜壓軸承總功耗在Ax=6¨m時達到最大值701 w，大於（yú）血=3時的669．7 W。原因是動靜壓軸承中潤滑油的流體動壓效（xiào）應增強導致流體摩（mó）擦增大，所以軸承（chéng）的總功耗增加。如圖8c)所示，軸承流量隨著缸的增大而逐漸（jiàn）減小；軸承流量在缸=6鬥m時最小，其值為1．716 8 L／min，而在Ax=3¨m其值為最（zuì）大值1．733 9 L／min，可（kě）見血的變化對軸承流量影響較（jiào）小。原因是主軸軸頸圓柱度誤（wù）差幅（fú）值增大，則動靜壓軸承的（de）油膜間（jiān）隙減小即軸（zhóu）承中（zhōng）存油空間減小，導致軸承中潤滑油流量逐漸減小。如圖（tú）8d)所示，隨著Ax的增大，油膜最高（gāo）溫升△￡增加較小，例如油（yóu）膜最高溫升（shēng）△￡在Ax=6鬥m時為最（zuì）大（dà）值14．23℃，而在Ax=3恤（xù）m溫升為最小值13．4℃。原（yuán）因是動靜壓軸承的總功耗增加導致軸承的溫升逐漸增大。綜（zōng）上所述，動靜壓軸承承載力、總功耗和油膜（mó）最高溫升會隨著主軸圓柱（zhù）度誤差幅值缸的增大而（ér）逐漸明顯增大；但是動靜壓軸承的潤（rùn）滑油流（liú）量隨著主軸圓柱度誤差幅值（zhí）血的增大而稍微減小。

3．2改變主軸圓柱度誤差種類（lèi）

在主軸圓柱度誤差幅值（zhí）血=4鬥m時，研究如圖2中主（zhǔ）軸圓柱度（dù）誤差種類對動靜壓軸承靜特性的影響。圖9為主軸圓柱度誤差幅值Ax=4 Ixm、動靜壓軸承偏心率0．05、主軸轉速1 200 r／min、動靜壓軸承供油壓力3 MPa以及（jí）軸承偏位角15。等條件下，主軸圓柱度誤差種（zhǒng）類與動靜壓軸承靜特性的影響。如圖2所示，在主（zhǔ）軸圓柱度誤差為錐形、中凹誤差（chà）時（shí），動靜壓軸承的間隙（xì）較（jiào）沒有誤（wù）差時大；而當主軸圓柱度誤差為中凸（tū）誤差時，動（dòng）靜（jìng）壓（yā）軸承的間隙較沒有誤差時小。

a)軸承承載力（lì） b)軸承總功耗

C)軸承流量 d)油（yóu）膜（mó）最高溫升

圖9主軸圓（yuán）柱（zhù）度誤差種類一軸承靜特性關係

如圖9a)N7示，動靜（jìng）壓軸（zhóu）承承（chéng）載力在主軸圓柱度中凸誤（wù）差時大於沒有誤差的，其值為4 468．9 N；而在主軸圓（yuán）柱度中凹誤（wù）差和錐形誤差時動靜壓軸（zhóu）承承載力值明顯小於沒有誤差的，前者為3 759．3 N、後者為3 7昵7 N兩者（zhě）相差較小。原因是動靜壓軸（zhóu）承間隙的變化導致流（liú）體動壓效應變化，從而導致軸承承載力（lì）的（de）變化。如圖9b)所示，軸承總功耗在主軸圓柱度（dù）中（zhōng）凸誤差時最大，其值（zhí）為679．88 w；而在主軸圓柱度中凹誤（wù）差和錐形誤差時總功耗值明顯較小且兩者相差不大，前（qián）者為（wéi）610．69 W，後者為09．67 W。原因是動（dòng）靜壓軸（zhóu）承的間隙變小則流（liú）體動壓效應（yīng）增加（jiā）摩擦增大，導致軸承總功耗增大（dà）；反之然。如圖（tú）9c)所示，軸承（chéng）流量在主軸圓柱度中凸誤差時最小（xiǎo），其（qí）值為1．73 L／min；在主軸圓柱度中凹（āo）誤差時稍微增加到了1．77 L／min；而（ér）在主軸圓柱度錐形誤差時，軸承的流量（liàng）顯著增大到了3．97 L／min，因為主（zhǔ）軸圓柱度錐形誤差使得軸承與主軸之間存在著較大間隙端，這將加大潤滑油向外（wài）溢出的流速（sù）而使軸承流量大增。如圖9d)所示，油膜最高溫升出在主軸圓柱度（dù）中凸（tū）誤差時為最大（dà）值13．66℃；在主軸圓柱度中凹誤差時減小到了11．93 oC；而在主軸圓柱度錐形誤差時（shí）為溫升大幅降低到最小值7．38℃，軸承溫升（shēng）大幅降低是動靜壓軸承潤滑油流量的顯著增加帶走（zǒu）了更多摩擦熱量的結果。

綜上所（suǒ）述，軸承承載力、總功耗以及油膜最（zuì）高溫升變化（huà）在主軸圓柱度（dù）中凸誤差時達到最大，這是由於主軸與軸承之間間隙減小的結果；在主軸圓柱度中凹以及錐形誤差（chà）時上述（shù）性能變化大是由於主（zhǔ）軸軸承之間間隙增大所導致的。動靜壓軸承的流量變化卻恰好相反，即主軸圓柱度錐形誤差時最大，主軸圓柱度中凹誤差次之，主軸圓柱度中凸誤差時最小，主軸圓柱度（dù）錐形誤差軸承流量最大是由（yóu）於錐形誤差使得軸承與主軸之間存在著（zhe）較大（dà）間隙端，這會加大潤滑油向（xiàng）外溢出的（de）流速而使軸承流量大增。

由6～9圖可知：動靜壓（yā）軸承總功耗所轉化的熱量（liàng）是潤（rùn）滑油帶走部分和使得油膜升溫部分的（de）總和，因此動靜（jìng）壓軸承（chéng）流量越大，帶走的熱量就會越多，油膜（mó）的溫升就越（yuè）小；但動靜壓軸承溫升最終取決於總功耗大小與潤滑油所帶走的熱量多少。

4、結論

1)由於動（dòng）靜壓軸承間隙的變化，精密數控磨床主軸軸（zhóu）頸的形狀誤差對動靜壓軸承性能的影響不能忽略，為了進一步提高磨IIII工精度實現超精密磨削，必須（xū）考慮精密數控磨床砂輪主軸形狀誤差的影響。

2)(1)軸承承載力、總功耗以及油膜最高溫升等性能參數都會（huì）隨著誤差幅值的增大而逐漸增大（dà），但軸（zhóu）承流量的趨勢卻（què）恰好相反。(2)主軸圓度誤（wù）差頻率為1波／周時，動靜壓軸承承載力下降、功耗和流量較小增（zēng）加（jiā）、溫升增大。主軸圓度誤差頻率為（wéi）2波／周、3波／周時，動靜壓軸承承載力增（zēng）大（dà）、功耗增（zēng）大、流量下（xià）降而溫升增大。

3)(1)動靜壓軸承承載力、總功耗以及油膜最高溫升都會隨著（zhe）誤差幅值的增大而逐漸增大（dà），但動靜壓軸承流量的趨勢卻恰好相反。(2)軸承承載力、總功耗以及油膜最高（gāo）溫升等性能參數（shù）在主軸（zhóu）圓（yuán）柱度（dù）中（zhōng）凸誤差時達到最大，在主軸圓柱度中凹以及錐（zhuī）形誤差時都相對較小；而軸承的流（liú）量基本上呈現相反的態勢。主軸圓柱度錐形誤差時動靜壓軸承流量最大而溫升為最（zuì）小。

投稿箱：
如（rú）果您有機（jī）床行業、企業相關新聞稿件（jiàn）發表，或進行資訊合作（zuò），歡迎聯係本網編輯部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多相關信息

名企推薦

業界視點

| 更（gèng）多

行（háng）業數據

| 更多

博（bó）文（wén）選（xuǎn）萃

| 更（gèng）多

數控機床