重型卧式镗车床中心架油腔结构优化与仿真

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1、国内图书分类号：THl33．3工学硕士学位论文重型卧式镗车床中心架油腔结构优化与仿真硕士研究生：霍文磊导师：邵俊鹏申请学位级别：工学硕士学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：机械电子工程机械动力工程学院2013年3月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：THl33．34lUlIIWll0317DissertationDrtheMaSterDegreeinEngineeringStructureOptimizationandSimulationonOilCavityofCenterRestofHeavy-dutyHori

2、zontalBoringLatheCandidate：Supervisor：Specialty：DateofOralExamination：University：Hu0W

3、enleiMasterofEngineeringMechatronicEngineeringMarch，2013HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理：[丈学工学硕士学位论文重型卧式镗车床中心架油腔结构优化与仿真摘要静压中心架具有承载能力大、运行稳定可靠、摩擦阻力小及刚度高等优点，从而被广泛应用在重型机床上。其性能的优劣

4、将直接影响到机床的加工精度和效率。而静压中心架的油膜润滑性能和支承性能直接影响中心架的性能、可靠性和寿命。因此本文以理论分析和数值模拟为基础，对中心架的间隙油膜进行研究。通过对静压中心架间隙流体的速度场、压力场和温度场进行模拟来优化托瓦结构，为中心架油腔结构的优化提供准则，提高重型镗车床中心架的工作效率。以计算流体力学、摩擦润滑理论和静压技术为理论基础，总结国内外径向滑动轴承的研究现状，详细研究静压中心架的润滑机理和静压支承原理，制定具体的研究方案。对静压中心架中间托瓦的结构设计进行详细的分析。包括油腔形状，油腔数目，油腔深度，进油口

5、位置。给出数值模拟基本假设条件，CFX有限体积法的控制方程。建立静压中心架中间托瓦和托瓦间隙油膜的三维模型，用ICEMCFD对油膜进行网格划分。基于计算流体力学和有限体积法，拟定合理的边界条件。数值模拟，得到间隙油膜在不同油腔深度，不同进油孔位置，不同油腔形状下的速度场，压力场，温度场等润滑性能及支承特性。揭示了转速对油膜温度和油腔压力的影响规律，进油口位置的布置应遵循离回油槽或出口较近的原则，指出油腔深度的减小会引起油腔动压效应。比较扇形腔、圆形腔和矩形腔油膜的承载能力，得出在低转速下扇形腔具有最好的承载性能。但随转度的提高扇形腔的

6、温升很大，在高转速下，矩形腔托瓦的支承性能最好，最差的是圆形腔。本文对中心架的结构进行分析研究，为中心架的支承特性研究提供一定的理论基础，为重型镗车床中心架托瓦的油腔结构优化提供理论依据。关键词静压中心架；托瓦；间隙油膜；结构优化；数值模拟啥尔滨理工人学工学硕士学位论文StructureOptimization-andSimulationontheOilCavityofCenterRestof耳eavy-dutyHorizontalBoringLatheAbstractHeavyhydrostaticcenterrestwithadv

7、antagesoflargecarryingcapacity,stableandreliableoperation，smallfriction，highstiffnesshasbeenwidelyappliedtoheavyequipment．Whoseperformanceshaveadirectimpactontheprocessingaccuracyandprocessingefficiencyoftheentiredevice．Thefilmlubricationcharacteristicsofhydrostaticcent

8、errestdirectlyaffecttheworkofturningperformance，reliabilityandlongevity,thereforethelubricationcharacteristicsandpropertiesofthehydrostaticcenterrestwasresearchedbasedonthetheoreticalanalysisandnumericalsimulationinthispaper．Bynumericalsimulationofvelocityfield，pressure

9、fieldandtemperaturefieldofheavyhydrostaticthrustbearingclearancefluidtooptimizetheoilcavityshapeanddepth，propo