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龍門加工中心廣泛適用于汽車、航空航天、船舶等行業中，加大龍門機床的技術和產品的研發，對實現制造裝備業的跨躍式發展具有重大的意義。由于龍門加工中心的橫梁系統是機床的主要承載系統，橫梁系統的靜動熱態性能對機床的加工精度和機床的切削性能影響非常大。所以，對于橫梁系統的設計和性能研宄顯得尤為重要。
本文通過有限元分析和理論計算相結合的方法，旨在研宄XH2130龍門加工中心的橫梁系統的靜動熱態特性，驗證橫梁系統各部件設計和性能參數是否達到設計要求，為橫梁系統性能的優化提供了理論參考。主要研宄內容如下：
(1) 橫梁系統的靜態特性分析。建立龍門加工中心整機和橫梁系統的有限元模型，在受力分析時充分考慮到平衡油缸對其關鍵部件的影響。在多種工況下，采用 ANSYS Workbench的Scripting功能進行多模型計算，得到青爭態特性分析結果。并與沒有加載平衡油缸的分析結果對比可知，載入平衡油缸能夠有效的減少橫梁系統的總變形量，為橫梁系統的結構優化提供理論依據。
(2) 橫梁系統模態分析和諧響應分析。基于模態分析理論概述為基礎，得到振動方程。通過模態分析得到六階振型和固有頻率，將固有頻率理論計算結果和有限元分析結果對比發現非常接近，驗證有限元模型建立和模態分析的正確性。在模態分析的基礎上，對橫梁進行諧響應分析，考慮系統阻尼對橫梁系統的動態性能的影響，并提出系統諧響應改進的措施。最后，對橫梁系統中的滾珠絲杠進行模態分析，得到六階振型和各階臨界轉速，可知在有效范圍內滾珠絲杠不會發生共振。
(3) 橫梁系統中滾珠絲杠熱態特性分析。通過有限元建模分析得到滾珠絲杠系統的穩態溫度場。然后，施加熱載荷，并對滾珠絲杠系統進行熱一結構耦合分析，得到滾珠絲杠系統的總熱變形和X、Y、Z三個方向上的熱變形情況。最后，分析影響滾珠絲杠系統熱變形的主要因素，并提出改善滾珠絲杠系統熱態特性的有效措施

標簽：加工中心

分類：加工中心

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