极端工况液体静压（电）主轴及转台关键技术与应用

成果基本信息
关键词：	液体静压主轴;超高速磨削;超精密轴承;大型重载;极端制造
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	360-16-11610880	资源采集日期：	2017-02-20

研究情况
单位名称：	湖南大学	技术水平：
评价证书号：	111	评价单位：	科技部
评价日期：	2012.05.12	评价证书号：	111

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
项目组在国家863计划和产学研合作项目等支持下，经过近6年持续攻关，攻克了超精密、超高速和大型重载带来的系列技术难题，自主研发了面向极端工况的液体静压（电）主轴及转台并投入应用，实现了从机理研究、设计方法、计算软件到工程产品成套技术的重要突破：　　1、针对超精密角接触球轴承磨削生产线对套圈加工高精度和高批一致性的迫切需求，研究揭示了液体静压主轴零件形位误差对主轴精度的影响规律，发明了可控节流和内置可变节流等专利技术，成功开发出高精度高刚性的液体静压砂轮主轴、工件主轴和修整器主轴等产品，支撑国内首批12条超精密角接触球轴承磨削生产线建成投产：圆度≤0.0005mm、沟位置误差≤0.002mm、沟型误差≤0.0007μm、粗糙度Ra≤0.032μm。　　2、针对发动机凸轮轴和曲轴等关键零件的高效精密加工需求，发明了适应超高速磨削需要的电机内置式液体动静压电主轴结构，提出了 “变频器—高速电机—砂轮主轴—磨削载荷”的机电一体化设计方法，解决了高速化带来的轴承温升高、密封困难和机电耦合振动等难题，在国内率先开发成功超高速磨削动静压电主轴并投入应用：额定功率35kW，最高转速9000rpm，径向跳动≤0.5μm，匹配砂轮直径400-500mm。　　3、针对大型核电转子和巨型舰艇舵轴等零件的精密加工需求，研究揭示了大型卧车主轴三点静压支承的变形协调规律（最大承重500吨，回转直径5米，工件长度20米），解决了卧车主轴系统大幅变承载工况的精度设计难题。针对航空发动机机匣和核电高压泵体等零件的精密加工需求，研究揭示了大型立车液体静压转台的流、固、热耦合变形规律（最大承重160吨，加工直径28米），解决了工作台内凹变形控制和油膜厚度精确控制难题。针对风电箱体等大型零件内孔的精密加工需求，研究揭示了大型镗床主轴系统装配误差导致静压轴承径向刚度各向异性的机理（轴径440mm、最高转速1000r/min、载荷60000N），解决了镗床主轴高速化和精密化的设计难题。　　项目组共获授权发明专利9项，实用新型9项，软件著作权4项，发表论文30余篇，培养博士5名和硕士12名。液体静压主轴用于超精密角接触球轴承磨削生产线，加工精度“达到瑞典LKP加工精度水平”；超高速磨削电机内置式液体悬浮电主轴“整体技术达到国际先进水平”；装备本项目液体静压主轴及转台的系列大型重载机床“加工精度达到国际先进水平”。

成果名称：	极端工况液体静压（电）主轴及转台关键技术与应用	关键词：	液体静压主轴;超高速磨削;超精密轴承;大型重载;极端制造
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	机械传动	三级分类名称：
研究起止时间：	2008.01 至2015.12	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	湖南大学	学科分类2：	460.20
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	TH133.36	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	No.2008AA04Z116
经费实际投入额（万元）：	75.00	评价单位：	科技部
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2012.05.12	转让范围：
评价证书号：	111	推荐单位：	湖南大学
推广形式：	无	成果登记号：	360-16-11610880
成果简介：	项目组在国家863计划和产学研合作项目等支持下，经过近6年持续攻关，攻克了超精密、超高速和大型重载带来的系列技术难题，自主研发了面向极端工况的液体静压（电）主轴及转台并投入应用，实现了从机理研究、设计方法、计算软件到工程产品成套技术的重要突破：　　1、针对超精密角接触球轴承磨削生产线对套圈加工高精度和高批一致性的迫切需求，研究揭示了液体静压主轴零件形位误差对主轴精度的影响规律，发明了可控节流和内置可变节流等专利技术，成功开发出高精度高刚性的液体静压砂轮主轴、工件主轴和修整器主轴等产品，支撑国内首批12条超精密角接触球轴承磨削生产线建成投产：圆度≤0.0005mm、沟位置误差≤0.002mm、沟型误差≤0.0007μm、粗糙度Ra≤0.032μm。　　2、针对发动机凸轮轴和曲轴等关键零件的高效精密加工需求，发明了适应超高速磨削需要的电机内置式液体动静压电主轴结构，提出了 “变频器—高速电机—砂轮主轴—磨削载荷”的机电一体化设计方法，解决了高速化带来的轴承温升高、密封困难和机电耦合振动等难题，在国内率先开发成功超高速磨削动静压电主轴并投入应用：额定功率35kW，最高转速9000rpm，径向跳动≤0.5μm，匹配砂轮直径400-500mm。　　3、针对大型核电转子和巨型舰艇舵轴等零件的精密加工需求，研究揭示了大型卧车主轴三点静压支承的变形协调规律（最大承重500吨，回转直径5米，工件长度20米），解决了卧车主轴系统大幅变承载工况的精度设计难题。针对航空发动机机匣和核电高压泵体等零件的精密加工需求，研究揭示了大型立车液体静压转台的流、固、热耦合变形规律（最大承重160吨，加工直径28米），解决了工作台内凹变形控制和油膜厚度精确控制难题。针对风电箱体等大型零件内孔的精密加工需求，研究揭示了大型镗床主轴系统装配误差导致静压轴承径向刚度各向异性的机理（轴径440mm、最高转速1000r/min、载荷60000N），解决了镗床主轴高速化和精密化的设计难题。　　项目组共获授权发明专利9项，实用新型9项，软件著作权4项，发表论文30余篇，培养博士5名和硕士12名。液体静压主轴用于超精密角接触球轴承磨削生产线，加工精度“达到瑞典LKP加工精度水平”；超高速磨削电机内置式液体悬浮电主轴“整体技术达到国际先进水平”；装备本项目液体静压主轴及转台的系列大型重载机床“加工精度达到国际先进水平”。
联系人：	周克刚	成果登记日期：	2016-05-14
联系人email：	zhoukg@163.com	单位代码：	94300011
邮政编码222：	410082	联系人电话：	13907486923
单位传真：	0731-88824704	单位通讯地址：	湖南省长沙市岳麓区麓山南路
单位所在省市：		单位电话：	0731-88822738;88823560
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：	武汉重型机床集团有限公司;湖南海捷主轴科技有限公司	已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2016	知识产权形式：
成果完成人：	熊万里;桂林;吕浪;郑良钢;赵明;王少力;薛敬宇;孟曙光;胡灿;吴晓鹏;高卫华;包正江	资源采集日期：	2017-02-20

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