论文部分内容阅读
铁路轴承套圈外圆磨床主要用于铁路轴承内圈滚道与大外径的磨削,磨床的动态性能直接决定轴承的加工精度和表面质量。本文以铁路轴承套圈外圆磨床为研究对象,考虑结合部刚度建模问题,开展机床结构动态特性分析与结构动态设计,主要研究工作如下:(1)借助三维造型软件SolidWorks和有限元软件ANSYS建立铁路轴承套圈外圆磨床整机动力学模型:基于摩擦学理论、振动理论、赫兹接触理论和吉村允孝积分法计算磨床减振垫铁、进给系统和螺栓结合部的接触刚度,通过ANSYS弹簧单元将结合部刚度加入整机动力学模型。(2)对磨床整机进行模态分析与谐响应分析,并探讨了磨床固定方式、结合部刚度等对磨床整机动态特性的影响,研究结果表明:磨床通过减震垫铁自由放置于地面时,整机模态振型表现为自由模态;结合部刚度对整机动态特性的影响不可忽略。(3)根据模态和谐响应分析结果,以提高整机低阶固有频率和降低工件与砂轮之间的相对幅值为目标,分别对磨床床身、工件系统和磨削系统展开结构动态设计,并确定最终动态设计方案。考虑结合部的影响,对改进后的新磨床整机展开动态特性分析,结果表明:结构改进后,磨床整机弹性连接的前四阶固有频率分别提高了11.32%、13.15%、8.67%和3.45%,砂轮与工件间的最大振幅由原来的3.4×10-Smm降至3.25×10-5mm,降幅为4.4%,整机动态特性得到了提高。