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1.3課題內(nèi)容及意義

理論上如果每一單位長度的滾珠絲杠傳熱狀態(tài)可知，可以準確地計算出滾珠絲杠的溫度分布與熱變形。一般可以認為，滾珠絲杠螺母處的摩擦力正比于滾珠絲杠的預(yù) 緊力?？傊?，得到精確的滾珠絲杠的溫度分布非常困難。針對目前滾珠絲杠伺服進給系統(tǒng)的熱補償難點及補償情況，本文認為在高速數(shù)控機床上的應(yīng)用上研宄空心滾珠絲杠冷卻抑制溫升的方法具有重要的意義。主要內(nèi)容包括：

1、根據(jù)傳熱學(xué)、熱力學(xué)、有限元的相關(guān)理論推導(dǎo)出實心/空心滾珠絲杠的熱變形模型，代入某一加工中心滾珠絲杠伺服進給系統(tǒng)的具體參數(shù)，從理論上證明空心滾珠絲杠冷卻的方法對于抑制滾珠絲杠的熱變形效果明顯。

2、建立實心/空心滾珠絲杠的三維模型，用ANSYS/Workbench的熱模塊研究相同工況下的空心滾珠絲杠與實心滾珠絲杠的溫度分布的差異；然后將溫度分布作為熱載荷導(dǎo)入結(jié)構(gòu)模塊研宄溫度分布對滾珠絲杠熱應(yīng)變及熱變形的影響。

3、深入研宄空心滾珠絲杠在不同轉(zhuǎn)速下的熱變形，得出空心滾珠絲杠轉(zhuǎn)速與熱變形的關(guān)系?？招臐L珠絲杠通入不同流量的冷卻液，其溫度分布與熱變形隨冷卻液流量的增加呈現(xiàn)的趨勢。

4、仿真分析不同種類的冷卻介質(zhì)對空心滾珠絲杠散熱性能的影響。對于空心滾珠絲杠的開孔大小這一因素的仿真，綜合考慮了空心滾珠絲杠強度、剛度的因素。為了研宄空心滾珠絲杠達到熱平衡的時間對數(shù)控機床熱啟動的影響，做了空心/實心滾珠絲杠的對比仿真。

5、建立空心滾珠絲杠伺服進給系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并在MATLAB/Simulink中編寫M文件，通過伯德圖驗證空心滾珠伺服進給系統(tǒng)的穩(wěn)定性及由Routh判據(jù)證明系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過對空/實心滾珠絲杠的慣量參數(shù)的對比，并研宄了空心滾珠絲杠伺服進給系統(tǒng)的快速性優(yōu)于實心滾珠絲杠伺服進給系統(tǒng)。

6、針對絲杠的空心化會影響到絲杠的強度、剛度，故對強度、剛度做了校核。本文為空心滾珠絲杠在數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)，具有重要的工程實踐應(yīng)用價值。

2.1.2傳熱有限元理論

一般意義上，偏微分方程形式的物理系統(tǒng)控制方程(如導(dǎo)熱控制方程）只有在特殊情況下才存在解析解。對于簡單的偏微分方程，一般用變量分離或拉普拉斯變換求解。但是，目前絕大多數(shù)的偏微分方程仍然不能采用解析方法求解，只能采用數(shù)值方法（如有限元法）求解。

本文采摘自“空心滾珠絲杠在數(shù)控機床伺服進給系統(tǒng)中的應(yīng)用研究”，因為編輯困難導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！

標簽：加工中心數(shù)控加工中心 CNC加工中心數(shù)控機床滾珠絲桿

分類：加工中心

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