分体式气体静压轴系及其误差均化机理的研究

发布时间：2017-04-09 10:06

  本文关键词：分体式气体静压轴系及其误差均化机理的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：轴系是机床和回转类测量仪器的关键部件，是影响零件加工和测量精度的重要因素。针对目前国内外主要采用的整体式轴系结构中存在的工艺性较差、气膜厚度不易调节等问题，本文对一种分体式气体静压轴系及其误差均化机理进行研究。研究内容及解决问题包括以下几点： （1）设计了圆柱—两端止推形的立式轴系结构，根据轴系结构特点，在综合考虑轴系零件结构、材料和尺寸等因素基础上对轴系零件进行设计；节流器承载能力和气膜厚度对轴系性能有重要影响，利用FLUENT软件对二者之间的关系进行仿真，寻找轴系的最佳供气气压和气膜厚度；在此基础上研究了轴系的装配工艺。 （2）以设计的分体式气体静压轴系为例，建立空间任意力系，将主轴旋转等效为连续的动平衡运动，在此基础上构建三维回转运动误差模型，研究轴系零件几何形状误差和装配产生的位置误差对轴系回转误差的影响，从而达到分析误差均化机理的目的。假设主轴平行度误差和垂直度误差为120.5104rad，节流器平面度误差为311.5μm，装配产生的位置误差为412μm其余误差忽略不计，计算结果得：在平行度误差下误差均化系数是p0.29，垂直度误差下误差均化系数是v0.13，在主轴平行度误差和垂直度误差同时存在情况下回转误差是Re11.86μm，在上述误差均存在情况下轴系回转误差是Re22.68μm。 （3）设计反向法测量轴系回转误差实验，分析实验原理，对实验装置中硬件进行选择和设计，通过改变装配误差设置三组实验参数，，三种参数条件下实验回转误差测得值与理论计算值相对误差在13%~14%之内，考虑到研究对象的复杂性和模型的理想化，认为建立的回转误差模型一定程度上是可信的。 本文对分体式轴系进行了一次探索，对以后轴系结构的设计与创新具有一定的指导意义，建立的三维回转误差模型为下一步回转误差的分析奠定了基础。
【关键词】：分体式气体静压轴系 节流器 轴系装配 三维回转运动误差模型 回转误差测量
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133.2
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 目次10-12
• 图和附表清单12-15
• 1 绪论15-20
• 1.1 课题研究目的与意义15-16
• 1.2 气体静压轴系研究现状16-17
• 1.3 轴系误差均化机理的研究现状17-19
• 1.4 本文主要研究内容19-20
• 2 分体式气体静压轴系的设计及装配工艺的研究20-38
• 2.1 分体式轴系结构设计20-22
• 2.1.1 轴系回转体结构的选择20-21
• 2.1.2 轴系支撑结构的设计21-22
• 2.2 轴系零件设计22-30
• 2.2.1 轴系零件材料选用的原则22-23
• 2.2.2 主轴设计23-24
• 2.2.3 节流器设计24-29
• 2.2.4 支架设计29-30
• 2.3 分体式轴系装配工艺的设计30-37
• 2.3.1 总体方案30-32
• 2.3.2 止推节流器装配32-36
• 2.3.3 径向节流器装配36-37
• 2.3.4 径向节流器与止推节流器联合调节37
• 2.4 本章小结37-38
• 3 分体式气体静压轴系回转误差均化机理研究38-79
• 3.1 轴系零件几何形状误差和装配误差38-39
• 3.2 分体式气体静压轴系三维回转运动误差模型39-47
• 3.2.1 气体静压轴系空间任意力系的建立39-40
• 3.2.2 三维回转运动误差模型的建立与分析40-44
• 3.2.3 三维回转运动误差模型分析中气膜承载力的计算方法44-47
• 3.3 主轴平行度误差和垂直度误差对误差均化效果的影响47-59
• 3.3.1 主轴平行度误差对误差均化效果影响47-54
• 3.3.2 主轴垂直度误差对误差均化效果影响54-59
• 3.4 轴系中零件误差和装配误差对误差均化效果影响59-70
• 3.4.1 主轴位置误差对误差均化效果的影响59-66
• 3.4.2 轴系零件误差和装配误差对误差均化效果的影响66-70
• 3.5 分体式气体静压轴系误差均化机理实验验证70-78
• 3.5.1 实验原理及实验装置设计70-72
• 3.5.2 回转误差测量实验72-78
• 3.6 本章小结78-79
• 4 总结与展望79-81
• 4.1 全文总结79-80
• 4.2 本文创新点80
• 4.3 需要进一步解决的问题80-81
• 参考文献81-84
• 附录 A 轴系零件图84-89
• 附录 B 主轴形位误差时时主轴旋转θ角度时节流器坐标89-94
• 附录 C 轴系回转误差测量实验数据94-97
• 作者简介97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郑颖君,李东升;气体静压轴系径向回转误差均化机理的研究[J];工具技术;2002年02期

2 张景和,冯晓国,刘伟;用反向法测轴系回转误差[J];光学精密工程;2001年02期

3 孙方金;;角度量的动态测量[J];红外与激光工程;2008年S1期

4 黎启胜;张映梅;卢永刚;王云;温宇;;精密离心机结构安装误差对主轴回转精度的影响[J];机械设计与制造;2012年02期

5 熊万里;侯志泉;吕浪;阳雪兵;;气体悬浮电主轴动态特性研究进展[J];机械工程学报;2011年05期

6 刘暾,彭春野,葛卫平,齐乃明,费源明;小孔节流气体静压润滑的离散化和计算收敛[J];摩擦学学报;2001年02期

7 王双忠,梁立民;主轴回转精度测量方法与分析[J];山西矿业学院学报;1996年02期

8 邹艳波;张燕艳;祝恒江;;空间力系作用下刚体平衡条件的等效证明[J];新疆师范大学学报(自然科学版);2007年02期

9 孙方金;空气静压轴承径向回转精度的分析[J];仪器仪表学报;1991年03期

10 任顺清,陈世杰,李玉华;论瞬时轴线垂直度、平均回转轴线垂直度与Wobble的关系[J];中国惯性技术学报;2002年01期

  本文关键词：分体式气体静压轴系及其误差均化机理的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：295001