Актуальные проблемы в машиностроении. Том 10. № 1-2. 2023 Технологическое оборудование, оснастка и инструменты ____________________________________________________________________ 51 УДК 621. 892 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОХОЖДЕНИЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА ЧЕРЕЗ ПЛОСКИЙ СТЫК Л.Ю. ПОДКРУГЛЯК, аспирант (СамГТУ, г. Самара) Подкругляк Л.Ю. – 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Самарский государственный технический университет, е-mail: podkruglak@mail.ru Моделирование распространения тепловых потоков в конструкции металлорежущего станка вызывает необходимость учета в тепловой модели прохождения тепловых потоков от источников не только через сплошные детали, но и через контакты деталей между собой. Поскольку в реальных контактах присутствуют макроотклонения, волнистость и шероховатость, это приводит к возникновению контактного термического сопротивления (КТС), которое необходимо учитывать в тепловых моделях. В статье изложены исходные данные и схема создания экспериментального стенда для измерения перепада температуры в плоском контакте. Для дополнения натурных испытаний на экспериментальном стенде предложено численное моделирование методом конечных элементов в среде Workbench (WB) Ansys. Представлена последовательность решения задачи. Построена геометрическая конечно-элементная модель с учетом граничных условий. Проведен анализ результатов расчетов, которые с одной стороны позволяют визуализировать тепловые поля и деформации исследуемой экспериментальной установки, а с другой – хорошо согласуются с опытными данными, полученными при экспериментах на разработанном стенде. Ключевые слова: метод конечных элементов, междисциплинарный анализ, градиент температуры, тепловые деформации. Введение Одной из основных тенденций совершенствования конструкций современных металлорежущих станков (МРС) является повышение их быстроходности, обеспечивающей рост производительности обработки. Однако сдерживающим фактором при этом выступает увеличение температуры рабочих органов станка (шпиндельных узлов и приводов подач). Согласно многочисленным исследованиям тепловая погрешность МРС составляет 40-70% от общего баланса погрешностей и она тем больше, чем выше требования, предъявляемые к точности обрабатываемых деталей [1-3]. Распространение тепловых потоков от источников тепла (зона резания, подшипники качения, электродвигатели и т.д.) проходит не только через детали, но и их соединения, т.е. контакты деталей между собой [4]. Из-за того что в реальных контактах присутствуют макроотклонения, волнистость и шероховатость нарушается сплошной контакт по соединению. Это приводит к возникновению контактного термического сопротивления (КТС), которое необходимо учитывать в используемых тепловых моделях [5, 6]. Для проведения натурных экспериментов влияния давления и качества контакта деталей на контактное термическое сопротивление был разработан экспериментальный стенд.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1