伴随科学技术日新月异的高速发展,航空、航天、能源、船舶制造过程中对大件加工要求越来越趋向于极端化,对重型机床加工的精度、承载能力、加工速度和尺寸等都提出了越来越高的要求。目前受国内机床设计与制造技术水平限制,导致重型机床中的关键部件静压转台在技术指标上与国外先进产品存在较大差距,加之对静压转台发热机理及其热态性能研究不够深入,特别是在重载应用工况下,随着工作台转速的升高,油膜发热量增大油温升高,导致静压转台温度也升高,不仅导致数控转台发生热变形,直接影响重型数控机床加工精度,另外还会使承载油膜变薄,进而使静压转台由于变形导致润滑失效,由此限制了重型机床静压转台性能的改进和提升。因此,开展对重型机床静压转台油膜流场、压力场、温度场及静压转台的变形场研究是解决上述问题的关键。本文以“齐重数控装备股份有限公司”(以下简称齐重)所研制的VCM500×31/32L-MC重型数控立车静压转台作为研究对象,通过对静压转台导轨之间的间隙油膜发热机理分析,开展了油膜发热对重型立车静压转台热变形量的影响规律的研究。本文主要研究内容包括以下几个方面:1.针对恒流供油的重型数控立车静压转台及其扇形油腔油垫,在对传热学相关理论研究的基础上,通过对静压转台简化,构建出静压转台流-固-热耦合分析有限元模型以及单个油垫的有限元分析模型。2.基于计算流体力学、摩擦学理论知识,对油膜封油边的流量、温升等公式进行理论计算分析后得到,影响油膜温升因素有:油膜厚度、液压油材料特性(比热、粘度等)、油垫几何参数等。利用Fluent软件对油膜流场及温度场进行模拟仿真,并分析了不同粘度润滑油、工作台转速、油泵流量对油膜温升的影响规律。3.运用热传导理论及流-固耦合分析原理,基于ANSYS Workbench平台将静压转台温度场数值模拟结果作为温度载荷加载到工作台和底座上计算转台热变形。同时在齐重的机床上搭建试验平台,对油液的温度及工作台热变形量进行实际测试,将静压油温升试验测试数据与仿真结果进行了对比分析。4.从结构热特性优化出发,针对工作台筋板结构特点及油垫封油边宽度进行优化分析,并提出了一系列改进措施,为重型数控机床静压转台的设计提供理论基础及仿真数据,同时能为静压油发热控制的实际工程应用提供参考依据。