实心滚珠丝杠在不同转速下温度分布及热变形仿真


 3.2实芯滚珠梯形丝杆在与众不同转速比下室温分布不均及热磨损模型模拟

先  ,爱游戏(ayx)模型仿真了实芯圆滚珠丝杆螺母在不同于的轉速下的温暖地域分布图及热位移  ,而使发现 滚珠丝杆螺母在迅速进给的条件下的温暖地域分布图及热位移的无规律 。实芯圆滚珠丝杆螺母的热基本特性研宄 为漏空丝杆螺母的研宄提拱比较大数据 。

建模概述的的过程 是采用建模的顺寻展开的  ,即先展开摄氏度表布置的研宄收录摄氏度表分 布弧度、摄氏度表布置云图、最高的摄氏度表值等;接下来对结构特征场中的应力比、应变力及热变弯研宄; 另外相对较概述块块空心滚珠蜗杆与块空心滚珠蜗杆的各个  ,推算出论文 。中间是建模概述的过 程及论文: 

在模型模拟中  ,不同取了多个车速数 据(滚珠丝杆螺母进给车速 10m/min、15m/min、20m/min、30m/min、40m/min、60m/min、 90m/min、120m/min)包括是因为探讨在大的时速变迁区间内热度布局图的未来趋势  ,并研 宄爱游戏(ayx)滚珠丝杆螺母热度布局图随进给时速的增长而变迁的规率 。从下图详细说明:(1)跟着丝 杠转速比的不断提高  ,丝杆螺母中轴网上的温湿度正渐渐增大  ,即丝杆螺母的总布局温湿度正渐渐增大 。(2)在 螺母处的热度较丝杆螺母的各种这部分超出许多  ,阐述螺母处的升温是基本的主轴 。而两端 支柱轴承型号充当其次是的主轴  ,其升温量比较小 。从速比60m/min时的体温匀称图象3.3、 图象3.4也可分辨出这一丝 。故而  ,真对螺母处的高斯模糊关键冷的确是有需要的  ,似乎 爱游戏(ayx)指出空芯滚珠梯形丝杆放置放凉与空芯螺母放置放凉相构建的放置放凉玩法限制滚珠梯形丝杆的载荷 热生长 。 

发生不同滚珠蜗杆进给速率的规则化网络提升  ,滚珠蜗杆产生的熱量借助原理公式换算呈规则化网络关 系 。之所以  ,滚珠蜗杆的蒸发器历程及不同有规律是研究探讨的重点是 。之所以  ,从底下仿真模拟的数据表格 中获取进给速率各自是15m/min、30m/min、60m/min、120m/min的翻番的的部分数据信息  , 右图3.5这部分数据统计组建的核心中心线上的温湿度占比 。从图上解释:(1)从整体布局上看带速每 添加多快1倍  ,梯形丝杆的中轴网上的摄氏度可以说是添加多快1倍  ,保守估计其排形成也会添加多快1倍  ,同 时热弯曲变形量保守估计也会波形添加  ,这相对于延长滚珠梯形丝杆的进给极限速度是非常不便 。(2)当机 床的进给时间较高时  ,螺母处的的温度太高有将会会促使润化油生效也许滚珠梯形丝杆胀大卡 死  ,这也是在滚珠滚珠梯形丝杆高速路进给时不限制发现的 。(3)经调研组  ,现时候我过智能数控普 遍的高速度切割高速度在1 〇m/min身边  ,上限处螺母处的温度为40°C ,估价平均的温度升高在4°C —7°C,其相关联的热变化量0.06mm 。假设采用了漏空滚珠滚珠丝杆将热变行量减小一家的数量 级  ,这对於现改善各国数控加工中心设备的精确定位控制精度有为重要的作用 。 

图3.6 —图3.9是进给快速60m/min时的与众不同的走向的热位移云图及总热位移云 图 。从图上的数据显示能能分辨  ,滚珠蜗杆在X轴、Y轴领域的热位移为0.0001mm需求量 级的结果  ,在Z轴的方向的热位移为0.01mm用量级  ,Z轴领域与总的热出现膨胀量在相同的 数量重量级上  ,基本上之比 。证明滚珠丝杆的轴上热生长是重点的热出现膨胀领域  ,极大的轴 向热生长为严重影晌髙速滚珠丝杆的地位误差 。图3.10是滚珠梯形丝杆的体温应力应变力图 。最 大应力应变力为0.0047284mm/mm  ,从图里还可以投诉湿度影响最好的地点即湿度均值最好的 地点是螺母存在的地点  ,因而来说螺母的重點冷并不是有需要的 。

图3.11是由图3.6—图3.9的数据源形成的图象  ,从图3.11更能突出的确定块空心滚 珠梯形丝杆在Z轴的变型量可以说与总的变型量相似 。别进给快慢下的热变型图象与进给 快慢60m/min近似于  ,做类似的定性分析 。可以说言简意赅滚珠滚珠丝杆的轴上热拉伸应变是包括的热变 形 。

除此之外  ,在不相此外速下的滚珠丝杆螺母的径向热变型量面对滚珠丝杆螺母与螺母、承重轴套 的匹配具比较大的的危害;此外也会增强滚珠丝杆螺母的预紧力  ,转而发高烧量增长  ,变成恶 性反复 。图3.12并不同速比下的滚珠丝杠径向的热弯曲图 。从图上能发现:

(1)滚珠蜗杆在飞速进给时  ,其径向热变弯量随着时间的推移蜗杆时速的扩大  ,径向热膨 胀比较大(0.01mm需求量级上) 。这会难治直接干扰滚珠丝杆的预紧力多少  ,有的直接干扰到两端 滚动轴承的装配线可靠性强  ,精密度 。

      (2)比较图3.15滚珠滚珠蜗杆载荷生长量  ,在滚珠蜗杆两端保障滚柱轴承型号处  ,滚珠滚珠蜗杆径向 的热开裂强烈 。产生可预知  ,滚柱轴承型号热爱游戏(ayx)对径向的发生量的决定达到对滚珠蜗杆载荷的热生长量 。由图3.13可预知:滚珠丝杆径向热热传导量与滚珠丝杆的发动机转速的成比例影响 。


图3.14是图3.2分属转速比下的滚珠滚珠丝杠热位移图  ,影像是在抛开爱游戏(ayx)温度遍布边际外 还没有不管什么的约束能力的能力下得了出的 。从该图说:

滚珠蜗杆的热张拉量与滚珠蜗杆轴网的摄氏度分布区态势极度同类符合 。毕竟在螺母处其摄氏度 较高  ,摄氏度均值较多(从图2.2、图2.5滚珠丝杆的水温遍布图能够 得出)  ,相关的模仿出 的热膨胀弧线曲率的绝对的值很大的  ,即爱游戏(ayx)爱游戏(ayx)热度均值方向很大的  ,热膨胀量很大的  ,即反馈在图上热 长度量很小的地理位置;而在进而远离螺母处爱游戏(ayx)爱游戏(ayx)热度的变化无常很快  ,爱游戏(ayx)爱游戏(ayx)热度均值方向小  ,热长度量的的变化无常也 显得程度较高平缓 。额外  ,从图上也可查出来不断地带速的不断增强  ,滚珠蜗杆的热长度量的变化无常很 大(1mm使用量级)  ,反映滚珠滚珠丝杠的热长度间题是伺服线束进给设备在高速路化阶段中得以 避开的间题 。

图3.15与图3.16是图3.14在各种不同平面平面坐标下的总的热位移图 。图3.14具体反映出了 滚珠滚珠滚珠丝杆放任热受力的期间  ,其影响有自然规律与滚珠滚珠丝杆的热应对有自然规律就是致的;图3.15与 图3.16体现了实心圆滚珠丝杆螺母总的弯曲变形量的规模 。

图3.15是滚珠丝杆螺母总和变形的影像比较  ,其明显值与世界上最大值之差仅以丝杆螺母的热变 形量 。从该图还可以知道:(1)随着时间推移钻速的新增  ,热发生形变量逐步新增  ,其热发生形变量在毫 米总数量级上  ,而寻常的绕城高速交流伺服电机进给系统软件的位置定位高精准度在0.01mm比例级上 。所以  ,滚 珠滚珠丝杆在高进给时滚珠丝杆的径向热倾斜不行疏忽的 。

图2.16、图3.17是图3.15的有些动态数据組成的图相  ,从该图可能看到转数每增多 快快一倍  ,其热膨胀量基本上增多快快一倍 。这说明实芯滚珠滚珠丝杆的热位移量与转数基本上成比例关 系 。


 

 

       表3.4、图3.18依次是策略计算出来与模型仿真结杲的做相对较表、做相对较图 。从数据表格阐述反映:

(1) 滚珠丝杆螺母在进给时间l〇m/min —120m/min的区间内系统理论计算的与逼真没想到并 不只是完成的连接起来  ,一定的测量误差 。今天相信这是为了:

1、 在低速行驶进给的时候也许 是根据产品参数指标的设置成有斑片状的误差;在速度进给的时候则是 如果在模拟仿真时给定刚开始值  ,根据多目标优化多次的加大  ,关联的产品参数指标会显示随气温场的的变化 。

2、 从图3.3、图3.4中也可听出在静态式的仿真模拟软件时的坏处  ,即蜗杆上与螺母学习处的 高温有更大的表面爱游戏(ayx)温度  ,对不上合蜗杆上高温极其不均的实际的情形  ,于是成认识论推论与仿 真不相接合的1个主要基本要素 。同样的道理  ,在中空蜗杆仿真模拟软件结局与认识论计算公式中间或是也会出 现一样的情形 。

(2) 从图3.18可不可以很明显地判断出块空心滚珠梯形丝杆的热位移与梯形丝杆的进给时速类似成 正比原因 。

表3.4实芯梯形丝杆方法论算与软件下载仿真模型评测

滚珠梯形丝杆的计算公式参数表:本职操控台和铝件重500kgf,会加快度lg,导程40mm,大小1000mm, 有郊旅程720mm,极限进给快速120m/min,规范人类寿命L=25000h (10年)  ,引领面(翻转) 0.002,反复精确定位控制精度0.01 。

速比(r/min)

250

375

500

750

认识论丝杆热发生(mm)

0.48

0.72

0.92

1.44

仿真软件丝杆热磨损(mm)

0.567

0.8218

1.0758

1.5852

带速(r/min)

1000

1500

1500

3000

按理来说丝杆螺母热压扁(mm)

1.84

2.88

4.32

5.76

模拟仿真蜗杆热磨损(mm)

2.0945

3.2483

4.6383

5.1673

 

或许整体结构再来看  ,粗差在禁止的范围之内内  ,没影向梯形丝杆载荷热研究 。因此确保了 模拟最终结果对基础理论整治的核验  ,表示今天减化的整治正常  ,断定了梯形丝杆的载荷热位移与 温度上升呈非线性影响 。

对应上端方形滚珠滚珠丝杆在髙速进给的时候中有的热彭胀量及热生长过多时的问 题  ,小编确立选用双层滚珠滚珠丝杆、双层冷凝和螺母并且通入冷凝液的步骤对其进行滚珠丝杆的 冷凝 。

 

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