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閱讀：61發(fā)布時間：2010-12-22
雖然有許多人在談?wù)摳咚偌庸ぃ℉SM），許多機床在廣告中宣稱是高速加工機床，并且還有許多會議專門研討高速加工，但對這一術(shù)語卻并沒有統(tǒng)一的定義。有些定義關(guān)注表面加工速度，另一些定義強調(diào)主軸軸承轉(zhuǎn)速，還有一些定義則只考慮主軸轉(zhuǎn)速。不過，一種比較好的方法可能是根據(jù)“穩(wěn)定現(xiàn)象”來定義高速加工。如何定義高速加工？雖然有許多人在談?wù)摳咚偌庸ぃ℉SM），許多機床在廣告中宣稱是高速加工機床，并且真空干燥機還有許多會議專門研討高速加工，但對這一術(shù)語卻并沒有統(tǒng)一的定義。有些定義關(guān)注表面加工速度，另一些定義強調(diào)主軸軸承轉(zhuǎn)速，還有一些定義則只考慮主軸轉(zhuǎn)速。不過，一種
比較好的方法可能是根據(jù)“穩(wěn)定現(xiàn)象”來定義高速加工。一種常見的高速加工定義是基于表面加工速度―即刀具與工件之間的相對速度。從本質(zhì)上看，這是一種對熱量的限制，因為許多刀具磨損機制都振動流化床干燥機取決于切削溫度。用表面加工速度來定義高速加工頗受刀具制造商和金屬切削研究人員的青睞。在生產(chǎn)工程學(xué)會（aRP）1992年的年會上，H．阮hul：和T.Moriwaki在一篇名為“高速加工”的經(jīng)典論文中，基于表面加工速度，制作了一個類似下圖的圖表，顯示了常規(guī)加工、過渡區(qū)和高速加工的速度范圍。表面加工速度v（Inlmin）由公式v=,dn確定（其中：d為銑刀或工件的直干燥設(shè)備徑，n為主軸轉(zhuǎn)速）。例如，一把振動流化床干燥機直徑25mm的銑刀，以巧眾刃甲m的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，其表面加工速度則為l,177.SInlmin。第二種常見的高速加工定義是基于預(yù)加載荷主軸軸承的旋轉(zhuǎn)能力。主軸制造商和機床設(shè)計者通常喜歡用DN數(shù)來表示高速加工。D代表主軸承孔的直徑（mm）,N代表zui高氣流干燥機主軸轉(zhuǎn)速（rpm）。例如，對于主軸承孔直徑為60mm的主軸和20，儀均甲m的主軸zui高轉(zhuǎn)速，其DN數(shù)為120萬。雖然實驗用的主軸已經(jīng)達到了高得多的D入數(shù)，但若干年來，商業(yè)化高速主軸的DN數(shù)一直保持在200萬以下。主要原因之一是軸承發(fā)熱問題。為了提高軸承的剛度和精度，需要對其預(yù)加載荷（使軸承中的滾珠始終處于壓縮狀態(tài)）。這種預(yù)加載荷方法必須與滾珠高速旋轉(zhuǎn)所引起的離心力作斗爭。由于陶瓷球剛性好、結(jié)構(gòu)剛度是對箔片軸承進行理論分析的基礎(chǔ)。對箔片軸承運行時存在的庫倫摩擦力進行受力分析，建立彈性支承箔片徑向軸承的有摩擦均勻結(jié)構(gòu)剛度模型，并計算該箔片軸承的結(jié)構(gòu)剛度。結(jié)果表明，彈性支承箔片徑向軸承的結(jié)構(gòu)剛度與彈性基礎(chǔ)的材料性質(zhì)以及箔片元件和軸承座的幾何尺寸有關(guān)；考慮摩擦下的結(jié)構(gòu)剛度大于不考慮摩擦的
結(jié)構(gòu)剛度，且2種結(jié)構(gòu)剛度都是隨著厚度的增加而逐漸減小，并且考慮摩擦下的結(jié)構(gòu)剛度減小的趨勢更明顯。彈性支承箔片軸承是一種結(jié)構(gòu)簡單、易于制造的箔片軸承形式，先前的試驗結(jié)果表明該軸承能夠有效吸收干燥設(shè)備沖擊載荷、抑制軸向渦動，從而使轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)保持較高的穩(wěn)定性〔’〕。國內(nèi)外學(xué)者對箔片軸承的研究都表明，箔片元件與軸承座之間存在真空干燥機的摩擦力是箔片軸承具有良好穩(wěn)定性的重要原因譯一魷。為了簡化分析，關(guān)于彈性支承箔片軸承的結(jié)構(gòu)剛度，大多不考慮摩擦力的影響，即采用無摩擦均勻結(jié)構(gòu)剛度模型。這種模型只能滿足工業(yè)上精度要求不高的需要，為了能夠氣流干燥機對彈性支承箔片徑向軸承
進行較為的理論分析，就不能忽視箔片軸承中庫倫摩擦力的存在。本文作者在真空干燥機考慮箔片元件與軸承座之間摩擦效應(yīng)的基礎(chǔ)上，分析了箔片元件在外力作用下滿足的微分方程，建立了彈性支承箔片止推軸承的有摩擦均勻結(jié)構(gòu)剛度模型．計算了考慮摩擦以及不考慮摩振動流化床干燥機擦下的彈性支承箔片軸承的結(jié)構(gòu)剛度，為進一步的理論分析和試驗研究打下了基礎(chǔ)。1軸承結(jié)構(gòu)氣流干燥機彈性支承箔片軸承的箔片元件由頂層的金屬平箔和底部的彈性革礎(chǔ)構(gòu)成。金屬平箔提供光滑的軸承表面，而彈性荃礎(chǔ)在載荷作用下發(fā)生變形，為軸承提供剛度和阻尼。在軸承座中，箔片元件沿著壁面繞成一圈，其繞向與轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)方向相反，并且梢片元件一端固定在定位槽中，
一端自由伸展，具體結(jié)構(gòu)見圖11'J。2模型假設(shè)在建立剛度模型之前，根據(jù)箔片元件的受力特點以及彈性基礎(chǔ)的材料性質(zhì)，提出以下幾點假設(shè)：（l）彈性支承材料連續(xù)均勻且各向同性；（2）彈性材料變形為小位移彈性變形，干燥設(shè)備從而其在壓力的作用下呈線性變化；（3）由于彈性材料很薄，僅考慮變形沿高度方向的變化，忽略其沿長度和寬度方向的變化。3受力分析zui簡單的無摩擦均勻結(jié)構(gòu)剛度模型忽略摩擦力的影響，則箔片元件只受到氣膜壓力和軸承座垂直反力的作用，其結(jié)構(gòu)剛度為川：圖3示出了2種結(jié)構(gòu)剛度模型與彈性材料厚度的關(guān)系，可以肴出，考慮摩擦下的結(jié)構(gòu)剛度大于不考慮摩擦的結(jié)構(gòu)剛度，隨著厚度的增加，2種結(jié)構(gòu)剛度都是逐漸減小，并且考慮摩擦下的結(jié)構(gòu)剛度減小的趨勢更明顯。4結(jié)論在考慮彈性支承箔片徑向軸承的庫倫摩擦力的荃礎(chǔ)上，運用彈性力學(xué)的基本理論分析了箔片元件的受力狀況，得出了該箔片軸承的結(jié)構(gòu)剛度。結(jié)果表明，彈性支承箔片徑向軸承的結(jié)構(gòu)剛度與彈性基礎(chǔ)的材料性質(zhì)以及箔片元件和軸承座的幾何尺寸有關(guān)。結(jié)構(gòu)剛度模型的建立為后續(xù)深人的軸承靜動態(tài)特性分析以及相關(guān)的試驗研究提供了良好的基礎(chǔ)。
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