多参数影响的高速电主轴热态特性研究

发布时间：2024-04-24 03:52

　　随着科学技术的蓬勃发展,高速加工技术已取得了突破性的进展,而发展和应用高速加工技术的前提是拥有一套性能优良的高速数控机床。电主轴作为数控机床的重要部件,当它在高速运转时,轴承的摩擦发热和内置电机的电磁损耗发热会引起主轴热变形,从而影响主轴系统的动静态性能和加工精度,故对电主轴单元进行详细地热力学分析具有重要意义。本文主要是对电主轴热态特性进行研究,在考虑预紧力、接触热阻、黏温效应等多因素影响下,分析电主轴温度场与位移场分布规律。主要研究内容包括以下几点:(1)提出计算电主轴轴承内部热变形的计算公式。综合考虑离心膨胀量、轴承零件热膨胀量、有效配合过盈量,结合轴承结构,建立轴承内部热变形计算模型,为后续分析轴承变形提供理论基础。(2)建立考虑预紧力和黏温效应的轴承生热理论模型。以传热学理论为基础,考虑预紧力和黏温效应的影响,通过热力学、摩擦学、Harris滚道接触理论计算得到轴承动态生热计算模型,得到轴承生热量。计算结果表明:随着润滑油温度的不断升高,润滑剂粘度逐渐降低,进而导致摩擦力矩的下降,降低轴承生热量。随着预紧力的增加,轴承的生热量不断增加。(3)建立结合面接触热阻模型和三维粗糙表...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1电主轴传动简化示意图

研究背景和意义.1课题来源本工作得到国家自然科学基金(No.51465035)项目支持。.2课题背景与意义近年来，世界各国都在快速发展自己的高速加工技术，我国的高速加工在向高速、高精度和优质、低耗的趋势发展，电主轴作为高速加工数控心功能部件，它的性能好坏严重影响着整台机床的加....

图2.2主轴承油-气润滑系统

图2.3定子油-水冷却系统

高速电主轴多参数耦合的热态特性研究子水冷却系统电机整体处于一个封闭的空间，定子产生的热量不能很好地累会导致主轴变形。为了减少热量过多引起的主轴变形，一关重要。本文采用水冷系统对定子循环冷却，如图2.3所示将冷却水从电主轴进水口输入到轴承座和定子冷却螺旋槽中座和定子的热量，然后....

图2.5电主轴传热机理

图2.5电主轴传热机理轴轴承热变形分析心效应引起的变形量在高速旋转时，内圈因离心效应会产生离心膨胀。根据弹性理对称平面应力问题，可知厚壁圆筒上任意一点的径向膨胀量δ](12)32[8(1)(32)(1)(12)2222222rrabab....

本文编号：3963189