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1.3課題內(nèi)容及意義

理論上如果每一單位長(zhǎng)度的滾珠絲杠傳熱狀態(tài)可知，可以準(zhǔn)確地計(jì)算出滾珠絲杠的溫度分布與熱變形。一般可以認(rèn)為，滾珠絲杠螺母處的摩擦力正比于滾珠絲杠的預(yù) 緊力。總之，得到精確的滾珠絲杠的溫度分布非常困難。針對(duì)目前滾珠絲杠伺服進(jìn)給系統(tǒng)的熱補(bǔ)償難點(diǎn)及補(bǔ)償情況，本文認(rèn)為在高速數(shù)控機(jī)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(shí)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(jìn)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(duì)于抑制滾珠絲杠的熱變形效果明顯。

2、建立實(shí)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(shí)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(duì)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。空心滾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(shì)。

4、仿真分析不同種類的冷卻介質(zhì)對(duì)空心滾珠絲杠散熱性能的影響。對(duì)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(qiáng)度、剛度的因素。為了研宄空心滾珠絲杠達(dá)到熱平衡的時(shí)間對(duì)數(shù)控機(jī)床熱啟動(dòng)的影響，做了空心/實(shí)心滾珠絲杠的對(duì)比仿真。

5、建立空心滾珠絲杠伺服進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并在MATLAB/Simulink中編寫M文件，通過(guò)伯德圖驗(yàn)證空心滾珠伺服進(jìn)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(guò)對(duì)空/實(shí)心滾珠絲杠的慣量參數(shù)的對(duì)比，并研宄了空心滾珠絲杠伺服進(jìn)給系統(tǒng)的快速性優(yōu)于實(shí)心滾珠絲杠伺服進(jìn)給系統(tǒng)。

6、針對(duì)絲杠的空心化會(huì)影響到絲杠的強(qiáng)度、剛度，故對(duì)強(qiáng)度、剛度做了校核。本文為空心滾珠絲杠在數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)，具有重要的工程實(shí)踐應(yīng)用價(jià)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(duì)于簡(jiǎn)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(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中的應(yīng)用研究”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無(wú)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(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！

標(biāo)簽：加工中心數(shù)控加工中心 CNC加工中心數(shù)控機(jī)床滾珠絲桿

分類：加工中心

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