Modelowanie cieplnego zachowania się wrzeciennika ze złożonym napędem

• Autorzy: Winiarski Z. , Kowal Z. , Kwaśny W. , Ha J.-Y.

Warianty tytułu

EN

Thermal behaviour modelling of a spindle with a complex drive system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono rozwiązania konstrukcyjne napędów głównych obrabiarek CNC. Zaproponowano procedurę wyznaczania parametrów opisujących łożyska kulkowe skośne, po ich zamontowaniu we wrzecienniku. Omówiono modelowanie wymiany ciepła przez chłodnice, a także modelowanie wymiany ciepła między olejem chłodząco - smarującym a przekładniami zębatymi, wałkami i ściankami wrzeciennika. W modelowaniu wymiany ciepła wewnątrz wrzeciennika zaproponowano posłużenie się dodatkowymi elementami przestrzennymi typu "Ciecz" i "Powietrze". Omówiono model MES i jego weryfikację dla obliczeń nagrzewania się i odkształceń cieplnych wrzecienników. Zamieszczono wyniki obliczeń wrzeciennika ze złożonym napędem, uzyskane z wykorzystaniem: proponowanej procedury dla łożysk i modeli wymiany ciepła wewnątrz wrzeciennika.

EN

Design solutions for main drives of CNC machine tools are discussed. The authors propose the procedure of determining parameters describing angular contact ball bearings, after they are mounted in a headstock. Modelling of heat exchange by radiators is discussed, as well as modelling of heat exchange between cooling-lubricating oil and gear transmissions, shafts and headstock walls. In modelling of heat exchange inside the headstock, the use of additional space elements of type "Fluid" and "Air" is proposed. FEM model and its verification for headstocks heating and thermal deformations was described. Paper also includes computation results of the headstock with a complex drive acquired with the use of proposed procedure for bearings and models of heat exchange inside the headstock.

Słowa kluczowe

PL

obrabiarka; wrzeciennik; temperatura; odkształcenie cieplne; model

EN

machine tool; spindle; temperature; thermal deformation; model

• Wydawca: Wydawnictwo Wrocławskiej Rady FSNT NOT
• Czasopismo: Inżynieria Maszyn
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 15, z. 1/2
• Strony: 116--129
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Winiarski Z.

autor

Kowal Z.

autor

Kwaśny W.

autor

Ha J.-Y.

• Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji, Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] BUCHMAN K., JUNGNICKEL G., Przekazywanie ciepła w urządzeniach wytwórczych. Prace naukowe Inst. Technol. Bud. Masz., PWr, 20, Serii Monografie, 3, Wrocław, 1978.
• [2] HARRIS T. A, KOTZALAS M. N., Rolling Bearing Analysis. Fifth Edition, Taylor&Francis Group, 2006.
• [3] HOBLER T., Ruch ciepła i wymienniki, WNT, Warszawa, 1971.
• [4] JĘDRZEJEWSKI J., MODRZYCKI W., KOWAL Z., KWAŚNY W., WINIARSKI Z., Precise Modelling of HSC Machine Tool Thermal Behaviour. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 24/1, September, 2007, 245-251.
• [5] KOWAL Z., WINIARSKI Z., Komputerowy system do analizy i optymalizacji odkształceń cieplnych centrów obróbkowych. Przegląd Mechaniczny, 49, 21/22, 1990, 42-46.
• [6] MAEDA O., CAO Y., ALTINTAS Y., Expert spindle design system. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 45, 2005, 537-548.
• [7] WINIARSKI Z., Analizy termiczne w projektowaniu elektrowrzecienników współczesnych obrabiarek. Mechanik, 03, Agencja Wydawnicza SIMP, Warszawa, 2006, 230-234.
• [8] WANG Z., SOSHI M., YAMAZAKI K. A comparative study on the spindle system equipped with synchronous and induction servo motors for heavy duty milling with highly stable torque control. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 59, 2010, 369-372.
• [9] JĘDRZEJEWSKI J., KWAŚNY W., Development of high performance machine tools. Journal of Machine Engineering, 9/2, 2009, 5-31.