Diseño y Optimización de la Textura Superficial en el Cojinete Hidrostático y el Eje para el Maquinado de Alta Precisión
Autores: Shang, Youyun; Cheng, Kai; Ding, Hui; Chen, Shijin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño y Optimización de la Textura Superficial en el Cojinete Hidrostático y el Eje para el Maquinado de Alta Precisión
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Cojinete hidrostático
Husillos
Rotaciones a alta velocidad
Película de aceite
Textura de superficie
Cojinete de empuje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Los husillos de rodamientos hidrostáticos se aplican ampliamente en máquinas de rectificado y torneado de alta precisión debido a su buena estabilidad dinámica y precisión rotacional. Sin embargo, bajo condiciones de rotaciones a alta velocidad, el calor generado por la fricción de la película de aceite causará el efecto de adelgazamiento por cizallamiento. Esto no solo reduce la precisión de rotación del husillo, sino que también disminuye la vida útil del mismo. La estructura y configuración de la textura superficial entre los planos desempeñan el papel de homogeneizar la temperatura de la película de aceite y prevenir el desgaste de la superficie del rodamiento causado por una concentración excesiva de temperatura, lo que puede cambiar el movimiento relativo desde el interior de la película de aceite y, por lo tanto, mejorar el rendimiento del husillo hidrostático de manera más efectiva. En este artículo, se investiga sistemáticamente la influencia de la forma y altura de la textura superficial en el rendimiento del rodamiento de empuje del husillo hidrostático mediante un análisis comparativo. Se desarrollan simulaciones CFD para analizar los resultados computacionales basados en la teoría de las características de viscosidad-temperatura. Los resultados muestran que cuando la altura de la estructura superficial es de 1 a 2 veces el grosor de la película de aceite, el rendimiento del rodamiento del husillo es el mejor. La temperatura promedio en la región del rodamiento es la más baja y la precisión de las simulaciones fue verificada por resultados experimentales.
Descripción
Los husillos de rodamientos hidrostáticos se aplican ampliamente en máquinas de rectificado y torneado de alta precisión debido a su buena estabilidad dinámica y precisión rotacional. Sin embargo, bajo condiciones de rotaciones a alta velocidad, el calor generado por la fricción de la película de aceite causará el efecto de adelgazamiento por cizallamiento. Esto no solo reduce la precisión de rotación del husillo, sino que también disminuye la vida útil del mismo. La estructura y configuración de la textura superficial entre los planos desempeñan el papel de homogeneizar la temperatura de la película de aceite y prevenir el desgaste de la superficie del rodamiento causado por una concentración excesiva de temperatura, lo que puede cambiar el movimiento relativo desde el interior de la película de aceite y, por lo tanto, mejorar el rendimiento del husillo hidrostático de manera más efectiva. En este artículo, se investiga sistemáticamente la influencia de la forma y altura de la textura superficial en el rendimiento del rodamiento de empuje del husillo hidrostático mediante un análisis comparativo. Se desarrollan simulaciones CFD para analizar los resultados computacionales basados en la teoría de las características de viscosidad-temperatura. Los resultados muestran que cuando la altura de la estructura superficial es de 1 a 2 veces el grosor de la película de aceite, el rendimiento del rodamiento del husillo es el mejor. La temperatura promedio en la región del rodamiento es la más baja y la precisión de las simulaciones fue verificada por resultados experimentales.