[01376116]高速重载静压推力轴承高精度稳定运行关键技术

主要技术内容： 重型立式数控装备的静压推力轴承本身重达几十吨,最大承载重量数百吨,保持其高精度旋转和稳定运行非常复杂,是一个难度相当大的技术问题。采用计算机仿真,并结合理论解析和实验研究方法,建立了静压支承间隙油膜的模型,系统研究了油腔形状、油腔深度和封油边尺寸等结构参数对静压推力轴承润滑性能的影响,完成了油腔结构参数的优化。依据热流固耦合理论,在优化后的模型基础上,数值模拟了旋转工作台和底座的变形并确定其分布规律,得到了考虑变形的间隙油膜预测模型。研究了旋转速度和载荷对推力轴承温度场、压力场和流体速度场的影响,揭示了旋转速度和载荷对静压推力轴承润滑性能及摩擦失效的影响机理,从而进一步探明了高速重载静压推力轴承润滑性能及摩擦失效的关键影响因素,实现了其摩擦失效预测,利用自主控制达到了高速重载静压推力轴承高精度稳定运行的目的。 技术经济指标： 系列技术成果已经成功应用到齐重数控装备股份有限公司生产的3.5米及以上系列数控立式车床上,在保证原有的回转精度和稳定性或有所提高的前提下,旋转工作台的最高线速度从目前的10m/s提高到30m/s。通过摩擦失效预测系统,保证工作台能够在高速重载工况下油膜厚度变化范围大幅度减小,提高油膜刚度。采用该技术成果,该系列产品的使用性能和稳定性得到提高,提升了产品的国际市场竞争力。迄今为止,每年大约有100台的销量,每台产值约530万元,为齐重数控装备股份有限公司累计增加利润16906.12万元,利税4242.86万元。 应用及效益情况： 本研究成果在重型数控立式车床应用后,工作台最高线速度提高近3倍,机床加工效率提高300%,机床工作稳定性和加工精度有所提高,促进了数控机床行业的科技进步,增强了该类产品的国际竞争力。经查新证明,研究成果具有完全自主知识产权。附加该技术生产的重型数控立式车床已经应用9年,提升了我国风电、核电、船舶制造业的产能,促进了相关产业的发展。