摘要:高速高精密主轴系统是高速加工机床的心脏部件,而液体动静压电主轴因其具有高承载能力、高刚度、高阻尼减震性等优势,被看作未来高速高精密机床主轴的首选方案。针对传统油润滑动静压轴承易受高速温升影响,性能稳定性差和水润滑轴承在防锈、材料方面的问题,本课题提出了一种新型的高速动静压陶瓷轴承。它突破了传统动静压轴承的局限性,并对我国制造业水平的提高有着重要意义。 本项目是基于低粘度绿色润滑剂的高速动静压陶瓷滑动轴承的研究。在项目实行期间,已研制出一种在一定范围内粘度可控的低粘度绿色流体润滑剂,并进行了相关性能测试,确定了工程陶瓷材料SiC为最佳的摩擦副材料;同时对该轴承进行了数值计算及动力学分析,得出润滑剂粘度与轴承间隙的最佳配合、轴承的最优结构形式等;完成了非牛顿流体润滑轴承-转子系统的非线性动力学分析,并且完成了高速陶瓷动静压电主轴系统的设计与制造;搭建了主轴专用的主轴试验台,对在使用该可控粘度润滑剂情况下摩擦副的跑合情况、主轴性能等方面进行了研究,通过不断地对润滑剂、轴承-主轴系统进行修改完善,最终使其达到了如下的技术指标:主轴径向回转精度误差≤1μm ;主轴转速≥15000rpm;主轴Dn值≥1500000mm•r/min,并在国内外学术刊物和会议上发表论文8篇(其中SCI检索2篇,EI检索5篇,核心期刊1篇,任务书要求SCI/EI检索2篇),申请发明专利8项(其中已授权5项,任务书要求申请发明专利1项);所有预期工作均已完成,为制造和研发高性能的机床主轴打下了坚实的理论和实验基础。