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静压轴承的各项技术参数

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HEATS
发表于 2010-9-11 21:43:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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轴承直径D=60mm，宽度L=110mm,直径间隙2h0=0.030mm，供油压力p s=1.6MPa，润滑油为2号主轴油。
0 f7 V, l' y8 y5 W- B5 |5 J3 g
（1）   主轴回转精度
: B" R: N& j/ h- C7 U' g5 O
用两种方法测量主轴回转精度。一种是千分表测量法，把千分表架固定在磨头体上，是表测头直接接触主轴前端定位锥面进行测量；另一种是在主轴定位锥面上安装一个模拟砂轮的钢套，再用固定在工作台的小砂轮对被测外圆进行修正，尔后用CW－6型非接触电容测量模拟钢件的外圆。在供油压力Ps＝1.2MPa、润滑油为2号主轴油、轴承直径间隙2 h0＝0.030mm时，实测主轴回转精度值列于表1－1。
* v7 {7 \+ f' i' t2 D! r
表1－1  回转精度测定
5 n7 y& v+ C' d: B

6 s+ m- d4 A% p

' u+ @6 ~5 r$ r- Q$ I4 }8 e% D2 K( q: f! i0 _$ d9 O. o( V! {# m) D6 X$ p; K2 [, ]' j$ |! U. F( T, L, X5 j/ L; M9 H3 U+ ~: D$ S7 C& K- ~% M9 t$ O9 k8 v" x' P3 S# p/ s$ m$ b* v6 z; G) a1 |0 I! F8 d; s" P+ y9 g! T# C; {" P% u* g; K- P" n: L1 g6 a- }% _0 }1 {, V5 ~5 y! W/ d2 x. o+ [+ i- U+ S# B4 S9 I0 ^2 ]1 h9 t' s" P t9 P' [+ ~
6 y8 N( c/ V4 m$ T' e& x) `7 c6 X
测量方式
 3 Q! }: Y" t( _: F7 G
回转精度（µm）
/ K/ ?2 M. R: y- V+ q3 [
1500r/min
 5 L' P) {8 k0 R) t1 L
3000r/min
, g# S* u" I4 A/ _: |
千分表
 5 c. J- [; ?- S5 _( N2 ]+ M
1.0
 8 u- A5 [+ b( h" g8 K+ @1 P) b# P
0.50
" e6 ~* d1 ?% J. d
测微仪
 / v: U2 W( \5 W; n
1.3
 6 t( i% n# S7 M9 o
0.51

* x8 A2 i2 \& a( V; R
 
. D# n; W. l8 O- y: s
（2）   油腔压力测定
. ]! e+ b$ H* p$ h8 [ Q1 s# I8 C
表1－2给出了四种直径间隙下的油腔压力实测值，测压点均在前轴承水平方向油腔主轴旋转方向下游阶梯处。
) w/ V' Z) I% @5 e
表1－2 腔压测定值
9 b# _/ h. J. E' C, q4 z9 c) @5 h

% B0 i: z1 ?, X! P% {$ n7 O9 W

1 y+ ]5 s( e: k6 ?' m! R0 c# w& s1 E- g) `5 E% t, M, Z6 E* U/ f/ p5 F3 v. x! _0 W) I2 }: Q- \) g4 c+ q& A( G, Q: ~4 Q- c7 B x% b/ z T, X& R5 ~6 O" B* ]# Z' m( f! ^# E- k5 d ^. ?3 L5 \+ R3 @: ~. ?; Q9 k' g" u: s+ d( j3 U: Q T/ f( f5 h: n* f& R! F$ W. }0 z. T+ x0 y0 K- y% T, `' s3 Z+ I9 h# _7 U% d6 y# z, n# ?& |, R& Z% ]( V0 Y1 H! g+ _% L8 y5 |' H) Z$ i7 @. V/ P+ R. {; D2 Y" J, F+ T! z( q, P7 `3 c8 m$ n$ {) g2 o9 d8 ^. x8 z. o, L! x+ Z4 W- L; N' ?0 {3 }7 W1 I6 _+ F: v L0 C4 N. b& x. J3 T. \) w4 C$ u7 y U' X2 n( u% R. @/ Z3 p1 E5 u Z, v) G0 `( U( b7 A, b+ ~% b! Z4 Q% @ g# o) M( c8 y& C, ^# ]' ^& p2 {! |) |& _/ R2 N( ^; i- j |+ Z, A1 J% H- \ n- n( W! N4 h# q4 ^6 p" H, ]2 b2 Y2 j% |0 f2 k/ ]( Y# C3 ~2 R1 v' G4 r) z; W' S: S2 L( X3 U/ i! I! ^/ k' u" u H& H0 T
( E# l: p# j9 n8 T+ R' l
直径间隙
3 n ^) J3 J( \
（mm）
 ; [; W& A0 T" Z
供油压力
1 U9 G0 g9 N5 u0 B7 y
（MPa）
 0 l. t4 F4 d* @3 `2 G* T' d9 Z
浅腔压力（MPa）
$ M9 n' `- e! f* M
主轴静止
 $ W" V8 s5 {" F3 s' e& b& j
1500r/min
 & N6 k( y, z9 x. v. c
2800r/min
4 J( p$ u4 |6 A% _9 b
0.015
 % M4 S8 ?8 \: N$ e; l V4 K
1.50
 ! D$ u7 h7 o0 e- Q" P- u: x
1.42
 ( H# O8 \* a) Z$ J% P1 r0 V
4.20
 . u8 `. L, N- z' W& z; k' {$ ^6 R: @7 ^
/
$ [. ]& f, [7 R8 p0 L# ]" a7 ?
0.021
 " q( L2 j- `, \1 i/ b4 G
1.55
 7 @% I1 Q. ]6 F+ v
1.45
 9 r5 |. L, D) E
4.15
 5 o5 k. I9 c# e4 U" g$ p; O. ?
5.80
$ a) ` X t v- b8 p3 V: X
0.026
 7 X0 [* X- q8 L
1.20
 ; t; @6 e' \4 h5 E
1.05
 2 u' [' u1 q4 `: X9 ^
3.90
 , h& T( k4 F' a) ^
5.20
0 b* [: n9 H9 u- j- ^
0.036
 5 {' K+ {9 T) x9 @0 C9 d- G
1.30
 9 Q" Y# K, k. i' P) h( J
0.90
 ; c: }0 \: ^8 W* x4 n
3.00
 4 K. Y( \- d' m( w
4.00

5 C/ y% `- T j" l% j, [$ h
 
! ]- _/ w% n7 t! [* V
（3）   主轴系统刚性
4 z9 e3 c$ g$ L4 ~" N
当主轴转速N=0、供油压力Ps =0.9MPa、轴承直径间隙2h0=0.030mm时，用千分表和测力环实测轴系的系统刚性列于表1－3。
0 M# l$ z7 O7 w5 R: B+ r
 
* @$ k! S) v8 l, H
表1－3 主轴砂轮中点处力与位移的测定值
~( ^% b5 A$ R0 |
 
. {& p; g+ g( ]6 R. m! l- ]# ?% y

" |* B# O/ Z$ _% A" M, u9 @

7 P+ t6 `) ]& `4 x/ d- A$ q [0 [ v! D+ E% N. R4 ~; i: W) w: X9 M% z5 @# k/ I8 Q4 W0 c7 V& o" n- p* P7 D: w: ~3 x D2 t* R4 v3 O/ L1 V0 V. V3 [. j: s6 G! G: ]! O) s9 e$ }' |7 G4 M' k9 s4 s; \2 ?5 e' }0 m% J! j8 Z. Q4 g Y j( ?9 u4 w. X7 o) y% F, m* B( c( E# S/ P3 V( ^0 l" O7 K8 R( @' J% N) r" ]6 l' c) c9 h: ?9 r3 H# d3 D( X+ X+ d! A h: x* S( j5 b/ b, m6 g
. ?6 @" b9 w- S* W9 p
力（N)
 ( x: g) n$ \- Q+ F
50
 , J6 Z0 f8 [; R0 ?
70
 # H6 P/ q8 X2 Z8 @% E: b; h
120
 4 H4 u* X6 @+ F: c+ g
150
 + e1 n1 G* e8 H% i5 p
200
8 S* @( P% Y ?. x
位移（µm）
 0 _7 T d4 z' C L- t
1.00
 1 H6 ], P3 `/ E- c8 L0 C
1.80
 % y& Y6 ^& s( C( w: |/ c4 W
2.50
 ; U; d$ n [1 q$ m7 b$ z
2.80
 : {% o5 v3 H: W% q4 E* r
3.00

% G$ Y) i" {4 u
 
9 b: @1 K8 A3 e3 h) @
当主轴转速N=1500/min和2800r/min、供油压力P s =0.9MPa、轴承直径间隙2h0=0.030mm时，用CW－6型电容测微仪和电磁测力器实测轴系的系统刚性列于表1－4。
5 N4 J0 a& ?6 d. C7 L$ Y
表1－4 主轴砂轮中点处力与位移的测定值
8 N d j( F& e1 T0 D& b
 
, }' x$ }# s4 I5 h1 g

6 ^5 I8 ?# U9 k) q" q$ K. o

2 M" X _* N% H: I# p4 w' q- i/ M! z8 m* @" }, _+ ^: f9 s6 l& M- X8 H3 v3 X: ]/ D# w' i' R R: c/ P" F$ o7 k# q6 ]4 w ~ r. u5 H7 ?2 H: S) ]1 Y$ i4 |% |4 t$ ]% u. ]5 X5 ?" c. w! v, P. k y) E4 u' t) Y9 }6 k! y) q( }) p, M0 w* D5 p4 E3 ~6 h# a" C; p* h4 z. L/ t4 x# F& M" f5 J; D; S& z2 b7 V* V# u1 `$ E Y6 f" S4 c$ o9 p |9 g6 o2 W: {) s+ T% N; b) ], L8 k7 |* C/ A, r5 z/ e J9 S- |, X7 V$ _# t4 H: v% f/ |6 Z) v. d! {( E3 D6 t$ l, w7 a5 Z5 y* L' _+ V) |. Q6 e8 m7 B5 b, u6 n/ u6 I, B& [- s( p ^7 |$ y; v9 S1 N3 f/ [( @9 J( q& R9 r! s' [) |) K8 t7 P' q5 u* u; h: _. P) k8 T9 K. Y; {1 \% D/ S9 V7 b( _, S! r$ ~' f3 w# C+ p9 k. w( p% u: b4 G3 Y9 v+ n, \$ y- `* \' p0 P* G- e2 m9 Q; U F' _+ u0 e# I w- x* }1 U- p" H, S' l" R) `' c0 f k V d6 t' G8 f1 ^, F% z7 G' M( a. T p: T% c/ y$ j1 S9 q e/ @3 q" s1 h4 C7 {1 F$ Q/ V7 H# z9 _/ T' d8 d1 Y) G2 B4 Z" W8 O/ z+ N+ c' {% z0 k) \3 { U7 M1 t, c9 r
9 m7 [3 H4 f7 | ?- U; K8 k( m
力(N)
 ' b& b& R6 r/ {& l( d0 w# g- X
位移(µm)
" Y- w4 A4 ]- D+ t% W
N=1500(r/min)
 ; J r6 x2 i5 d1 Z1 `: e* B& i, ]
N=2800(r/min)
) c: F- P5 ]: I8 |) K
2h0 = 0.021mm
 2 Z X2 n+ H8 t% Z; T
2h0  = 0.030mm
 4 h2 j: g6 c8 e" w
2h0 = 0.030mm
7 a6 p$ A* A$ D0 ~
50
 - N( K: U6 H8 m- h
0.15
 0 N6 p3 ]) n5 X! p9 z
0.25
 4 @7 g1 \# M& N2 o5 u( W) q
0.20
6 m& [4 F) _4 H3 W ~. p
100
 : A! R3 d8 ?1 A6 [+ T9 P! Y
0.25
 9 f2 T; K0 ~, b
0.40
 ; j* u8 }' a _4 X; q. w4 [
0.40
' g- q9 L9 E$ [0 S) r+ F1 o
150
 7 |4 l% l0 |" l: K; k8 d4 T
0.40
 / z2 d7 I; m: }6 T" f7 R$ i
0.60
 : ]* g# _$ u. y' N; P" _
0.50
& `5 c! {5 m; _' T
250
 1 L/ S1 W7 T& n6 E) q7 y5 W
0.60
 ; A! u [1 j+ V5 v
0.90
 % k# l) m1 ?7 E* {1 A% C/ I
0.80
+ L" Z: T7 Z2 q: _
400
 % z4 r; Z: c7 n
1.00
 3 f6 \ M+ ]4 y7 D( _+ C3 p) }: K
1.50
 ( z; {+ D$ S. m- ?
1.00

4 x E& m8 _, s7 f
 
$ C$ j- G- ?# [4 [& Q( ?) D
 
( s& E+ b9 @0 ~& ]! p' D& T) R
 
3 H; I/ e9 d4 S+ L" Y O
 
5 n% H4 d, h7 ^+ ], F7 r( w3 L
 
0 U5 l O9 `7 N% U! K
由以上公式计算出轴承的静压承载
6 i1 [/ A- r% W* _1 m
当主轴的直径D=60mm，宽度L=110mm,直径间隙2h0=0.026mm。供油压力为Ps =1.5Mpa时,主轴轴承的静压承载为F=1764N。
/ h& }9 Z4 f# k% m# M
主轴轴承的动压承载
! {" f2 E* a; r/ w
当主轴的直径D=70mm，宽径比B=1,直径间隙2h0=0.026mm，主轴转速N=1500r/min,供油压力为Ps =0.80Mpa时，主轴向对于ε(偏心率)变化时的承载能力,轴承的流量 Q的变化以及润滑油温升Δt列于表1－5。
2 P6 C3 T, d" o$ @8 w* B5 g
 
& h% i _% @- ]7 Y& m
表1－5
, F# Z* r' M( _/ v, d+ D

8 h1 N" @$ i' k

2 _$ g; m4 u8 t/ g: l/ t+ W8 w- @( \ E. U' {2 o0 p6 M% D1 F" {+ k) f$ p- S& z1 w2 n$ l/ v% s$ Q, q% P/ u) Q* ]. L; |( V' o5 d( A! ], I. p8 ]! v% O# z! y2 x) p {: @5 J3 s; [; d0 O ` l9 B7 w0 m$ w3 k' h0 V5 U4 D4 |/ X9 j- j6 y1 i, z. X+ O4 m+ j* V7 f* r2 W( A/ _. d7 Q) `% |, S. I P& a& A; N! k% L7 } g( s! d) X# f5 ]* W4 _ [- S" _+ f4 h$ I1 M$ B. j1 Z3 j. G$ C% N% j+ W& t; |/ F( E3 H. I5 n$ p7 M" ^7 I" I: w' E: X* I5 T3 r( Q9 S: }% r l& k4 R! ]) w u, x; S" N6 I; t; e) ?3 \3 b! {3 ?4 J! g) n1 Y& K" K1 ^& C% O! w( C" Q& ?) m4 T, a3 w a$ z" a1 s i& T* M3 E, E9 {4 K0 D. }( f8 V: F( f0 T% J3 X0 x+ Q1 S. P4 G" a2 y* j0 y( \7 x6 l: W# X' H) F. D; \$ E! y. l [9 H' J& H( z5 J% F ~3 q% i6 ]3 c9 E7 q5 I# z/ c
' V; j5 ^: j: X. f! v/ Z2 x
ε
 + F) g7 y2 H7 g9 Q/ S6 l
Fmin
A2 G; a: `9 U( f |
(N)
 ) i6 N3 I7 ~# H8 M1 y/ B* ~
Q
& {: Q9 Q0 t7 \3 {, c- p/ G6 d7 ~
(ml/min)
 . e0 W3 ] }0 z5 F
Δt
1 }, D/ c+ E1 q; e8 a
( C)
8 j' F+ |3 h, q3 I9 ?
0.1
 3 R7 f4 k1 u! u7 K5 {0 }
948.3
 4 \. q8 X) Z# m$ N- T
306.2
 7 {9 {! b; y: C" \
10.8
# S5 o* \- t' o8 o1 K
0.2
 * f1 [+ r. j% s6 m
1854.5
 " B$ Q9 u( w! A/ [) X+ {$ ?
320.8
 / k: a" l+ F8 t
10.4
, `8 D- t# P' `3 A
0.3
 / f* I# _" b* b
2818.4
 , I* n. z3 c, ?& D1 r$ E- c" X3 C
341.0
 . q# B; d! O* r/ J
10.2
8 g" Z4 {5 h Q# F0 M1 W8 s+ G
0.4
 - F! T l1 p8 y L, H* N" X
3966.9
 1 E0 `( _& H+ k( x( G5 N9 E9 ~( n
334.8
 1 o- T0 a; ^' y# C0 L
10.8
* z( @' E# C+ l1 a/ {# _- I' w2 q
0.5
 H: f0 i, z, P2 }( G4 r
5899.4
 * _5 A' L- d8 d% V7 D' l6 W, B; a r
311.1
 + z3 Q% I9 q; g6 j, v4 d
12.6

0 W2 ]; |5 y3 _" J8 x% V2 o# \
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