Modelowanie cieplne wrzecion szybkobieżnych

• Autorzy: Kondziołka Ł. , Kosmol J.

Warianty tytułu

EN

Thermal modeling of high-speed spindels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analityczny sposób wyznaczania oporów ruchu w łożyskach na podstawie doniesień literaturowych. Stwierdzono, że poszczególne modele analityczne różnią się znacznie, co do ilości obliczonego ciepła. W drugiej części artykułu przedstawiono badania numeryczne metodą elementów skończonych na przykładzie układu wrzecionowego, zbudowanego w postaci stanowiska badawczego. Wyniki badań symulacyjnych pozwoliły na wyznaczenie rozkładu temperatur oraz na ocenę wpływu prędkości obrotowych i napięcia wstępnego łożysk na rozkład i wysokość temperatur. Te wyniki symulacji będzie można zweryfikować na opracowanym stanowisku badawczym.

EN

Analytical method of motion resistance calculation of rolling bearings, basing on literature was presented in the paper. It was confirmed that respective analytical model s differ very much from the point of view of calculated quantity of heat. In the second part of the paper numerical investigation using. Finite Element Analysis was shown, basing on an example of spindle configuration, built as an experimental stand. Simulation results made possible to identify the temperature distribution and to estimate the influence of rotational speed and pre-load of the bearing on distribution and level of temperature. Obtained simulation results will be verified on the experimental stand.

Słowa kluczowe

PL

obróbka szybkościowa; MES (metoda elementów skończonych); łożysko; układ wrzecionowy; analiza cieplna

EN

high speed cutting; FEM; bearing; spindle configuration; thermal analysis

• Wydawca: Katedra Budowy Maszyn. Politechnika Śląska
• Czasopismo: Prace Naukowe Katedry Budowy Maszyn / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 1
• Strony: 17--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz.

Twórcy

autor

Kondziołka Ł.

• Katedra Budowy Maszyn, Politechnika Śląska w Gliwicach

autor

Kosmol J.

• Katedra Budowy Maszyn, Politechnika Śląska w Gliwicach

Bibliografia

• 1. Levina Z. M., Gorelik I. G., Zverev I. A. and Segida P.: Computer Analysis of Elastic Deformation, Dynamic, and Temperature Characteristic of Spindle Unit and Designing, Proceedings of Moscow Research Institute of Machine Tools, Russia, 1989.
• 2. Jędrzejewski J., Kwaśny W.: Modeling of angular contact ball bearings and axial displacement for high-speed spindles, CRIP Annals-Manufacturing Technology 59 (2010).
• 3. Cao Y., Altinas Y.: Modeling od spindle-bearing and machine tool system for virtual simulation of milling operation, International Journal of Machine Tools & Manufacture 47(2007).
• 4. Hagiu G. D., Gafitanu M. D.: Dynamic characteristic of high speed angular contact ball berings, Wear 211(1997).
• 5. Sun-Min Kim, Sun-Kyu Lee: Prediction of thermo-elastic behavior in a spindle-bearing system considering bearing surroundings, International Journal of Machine Tools & Manufacture 41 (2001).
• 6. http://www.dynaroll.com/land-pitch-diameters.asp
• 7. Hamrock B. J., Dowson D.: Isotermal elastohydrodynamic lubrication of point contact, Part III: fully flooded results. Trans. ASME. J. Lubr. Technol 99 (1977).
• 8. Jeong-Du Kim, Zverv I., Keon-Beom Lee: Thermal Model of High-Speed Spindle Unit, Intelligent Information Management 2010.
• 9. Zhao Haitao, Yang Jianguo, Shen Jinhua: Simulation of thermal behavior of CNC machine tool spindle, International Journal of Machine Tools & Manufacture 47 (2007).
• 10. Shuyun Jiang, Hebing Mao: Investigation of variable optimum preload for machine tool spindle, International Journal of Machine Tools & Manufacture 50(2010).
• 11. Sum-Min Kim, Sun-Kuy Lee: Prediciton of thermo-elastic behavior in a spindle-bearing system considering bearing surroundings, International Journal of Machine Tools & Manufacture 41 (2001).
• 12. Igor Zverv, Young-shink Pyoun, Keon-Beom Lee, Jeong-Du Kim, Inho Jo, Andrew Combs: An elastic deformation model of high speed spindles built into ball bearings, Journal of Materials Procesing Technology 170(2005).
• 13. Weck M., McKeown P., Bonse R., Herbst U.: Reduction and Compesation of Thermal Errors in Machine Tools, Keynote Papers.
• 14. Kosmol J., Lehrich K.: Model cieplny elektrowrzeciona, Modelowanie Inżynierskie. 39 (2010).
• 15. Latour B., Bouvier P., Harmand S.: Experimental study of convective heat transfer on a finned rotating cylinder, Interational Journal of Thermal Sciences 49(2010).
• 16. Ramesh R., Mannam M. A., Poo A. N.: Error compensation in machine tools- a review. Part II:thermal errors, International Journal of Machine Tools & Manufacture 40(2000).
• 17. Weck M., McKeown P., Bonse R., Herbst U.: Reduction and Compensation of Thermal Errors in Machine Tools, Keynote Papers.
• 18. Xu Z. Z., Liu X. J., Kim H. K., Shin J. H., Lyu S. K.: Thermal error forecast and performance evaluation for an air-cooling ball screw system, International Journal of Machine Tools & Manufacture 51 (2011).
• 19. Holkup T., Cao H., Kolar P., Altintas Y., Zeleny J.: Thermo-mechanical model of spindles, CRIP Annals-Manufacturing Technology 59 (2010).
• 20. Wrotny L. T.: Obrabiarki skrawające do metali, WNT, Warszawa 1974.
• 21. Abele E., Altintas Y., Brecher C.: Machine tool spindle units, CRIP Annals-Manufacturing Technology 59 (2010).
• 22. Wang Z., Soshi M., Yamazaki K.: A comparative study of the spindle system equipped whit synchronous and induction servo motors for heavy duty milling with higly stable torque e control, CRIP Annals-Manufacturing Technology 59 (20 10).
• 23. http://www.fltpolska.pl/Katalogi/FAG%20-%20Lozyska%20precyzyjne.pdf
• 24. Ansys Documentation.
• 25. Daniłowa G. N., Fiłatkin W. N., Czernaja R. G., Szczerbow M. G.: Zbiór zadań obliczeń z przepływu ciepła. WNT 1965.
• 26. Kostowski E.: Przepływ ciepła. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1991.
• 27. Moaveni S.: Finite Element Analysis. Theory and Application in Ansys, New Jersey 1999.
• 28. Kondziołka Ł.: Praca przejściowa. Katedra Budowy Maszyn Politechniki Śląskiej w Gliwicach, Gliwice 2012.