[发明专利]一种液体静压转台底座的优化设计方法

说明书

本发明提供一种液体静压转台底座的优化设计方法，包括以下步骤:对液体静压转台底座进行有限元建模；确定其静力学仿真分析边界条件；确定液体静压导轨封油面的平面度误差；以最小液体静压导轨封油面的平面度误差为目标函数，以液体静压转台底座支承点的布置数量和间距为优化参数进行优化；根据优化后的结果对已建立的液体静压转台底座三维模型进行调整；对调整后的液体静压转台底座三维模型进行静力学仿真分析；提取调整后液体静压转台底座液体静压导轨封油面的变形量数据；变形量数据最大的点为薄弱点；对薄弱点进行加强，提高薄弱点的刚度数值；使得液体静压转台在整体尺寸不变的情况下，显著提高液体静压转台底座的运行平稳性和承载能力。

技术领域

本发明涉及液体静压转台底座设计技术领域，尤其涉及一种能够提高液体静压转台底座承载能力的优化设计方法。

背景技术

大型液体液体静压转台具有承载能力大，运行稳定可靠，回转精度高，无金属摩擦以及抗振特性较好等优点，是高档数控机床的重要组成部件，其广泛应用于国防军工、航空航天、能源、冶金、工程机械等主要工业支柱产业，随着工业的发展，制造业对大型零件加工的要求越来越高，对液体静压转台的承载能力要求也越来越高，由于转台结构、铸造材料、液体静压轴承供油方式以及转台底座支承布局等的影响，尤其是液体静压转台尺寸增大带来的力变形、热变形以及油膜厚度的比值增大导致国内大型液体静压转台底座存在运行平稳性不高、承载能力不足的问题。

发明内容

本发明公开一种液体静压转台底座的优化设计方法，解决了由于液体静压转台尺寸增大带来的力变形、热变形以及油膜厚度比值增大导致的液体静压转台底座运行平稳性不高且承载力不足的问题，使得液体静压转台在整体尺寸不变的情况下，显著提高液体静压转台底座的运行平稳性和承载能力。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开一种液体静压转台底座的优化设计方法，包括以下步骤：

将液体静压转台底座三维模型导入有限元分析软件中，对液体静压转台底座进行有限元建模；

利用网格划分方法，将液体静压转台底座设计方案中的额定负载与底部支承点结合，确定液体静压转台底座的静力学仿真分析边界条件；

从液体静压转台底座的静力学仿真分析结果中提取液体静压转台底座液体静压导轨封油面的变形量数据，以确定液体静压导轨封油面的平面度误差E；

以最小液体静压导轨封油面的平面度误差E_min为目标函数，以液体静压转台底座支承点的布置数量和间距为优化参数进行优化；

根据优化后的结果确定液体静压转台底座支承点的布置方式，对已建立的液体静压转台底座三维模型进行调整；

对调整后的液体静压转台底座三维模型进行静力学仿真分析；

从液体静压转台底座的静力学仿真分析结果中提取调整后液体静压转台底座液体静压导轨封油面的变形量数据；

提取变形量数据最大的点为液体静压转台底座薄弱点；

对液体静压转台底座薄弱点进行加强，以提高薄弱点的刚度数值。

进一步地，所述液体静压转台底座薄弱点可通过支撑筋板进行加强。

进一步地，以最小液体静压导轨封油的平面度误差E_min为目标函数，以液体静压转台底座支承点的布置数量和间距为优化参数进行优化的公式为：

E＝max(E_j)-min(E_j)(j＝1,2,3,.......)；

其中，目标函数为E_min；

优化参数为m,n,x_i；