高速电主轴的油气润滑

在高转速轴承寿命试验机电主轴中选用了油气润滑方式,实施稳定的微量油润滑.通过实验确认,DMN达150mm.r/min,解决了油雾润滑污染环境的问题,使环境质量良好。     

基于ANSYS/PDS模块的高速电主轴刚度可靠性分析

为研究高速电主轴刚度可靠性问题,应用ANSYS软件将蒙特卡洛法与随机有限元法相结合对高速电主轴关键零部件进行了刚度可靠性分析.通过选择高速电主轴的多种设计参数作为随机输入变量,提出了一种高速电主轴刚度可靠性分析的步骤和方法,并得出了高速电主轴刚度的可靠度数值和各随机参数的灵敏度图、灵敏度数值;在此基础上,探究了各随机参...     

高速电主轴动态设计方法

基于传递矩阵法与滚动轴承分析理论，研究高速电主轴的轴系动态特性分析方法，用Matlab工具研发了一套电主轴动态分析与设计通用软件。以某高速磨削用电主轴为例，完成其动态分析与结构优选设计。结果表明：所提出的电主轴动态设计方法可行，研发的高速电主轴动态设计通用软件可成功地用于产品设计。     

基于性能测试的电主轴预防性维修方法研究

针对电主轴预防性维修问题,首先通过电主轴结构分析和常见故障分析,获得电主轴故障多发部位和故障原因;然后针对分析得到的电主轴故障多发部位,设计电主轴预防性维修体系,通过设计故障多发部位性能测试方案和评价标准,得到电主轴预防性维修方法;最后将设计的预防性维修方法应用于长期服役的精密数控机床电主轴,验证了所提电主轴预防性维修方法的有效性。实验结果表明:所提电主轴预防性维修方法可有效识别出电主轴早期性能退化,为预防性维修和性能退化趋势监测提供了有效依据。     

数控机床高速电主轴技术及应用

高速电主轴是高速机床的核心部件,对数控机床的技术进步影响较大。文章介绍了高速电主轴的结构组成和发展历程,总结了高速电主轴对数控机床的重要影响。     

高速电主轴联合矢量直接转矩控制建模与仿真

矢量控制和直接转矩控制是高速电主轴的高性能驱动控制方法,由于其良好的动态控制性能,被广泛应用于高速机床的核心部件高速电主轴的驱动中。根据高速电主轴矢量控制和直接转矩控制的基本方程,对这两种控制方法的共性进行了深入探讨。在此基础上,建立了联合矢量直接转矩控制系统原理框图及其Simulink仿真模型,并对额定转速为15000转的170MD15Y20型高速电主轴进行了联合矢量直接转矩控制仿真。仿真结果验证了所建模型的正确性,并具有优良的动态性能。     

电主轴变频调速控制与参数匹配

分析了恒转矩型和恒功率型电主轴的转矩、功率与转速的关系，采用MM440系列变频器进行调速控制，通过合理设定变频器参数，建立了适合恒转矩型和恒功率型电主轴调速的变频器U／f控制曲线。对电主轴的矢量控制做了探讨，说明了电主轴矢量控制的优点、限制条件和参数调整方法。     

基于ANSYS的CKH1450电主轴动态分析

分析了CKH1450电主轴的结构特点及其对动静态特性的影响,并提出了改善动态特性的方法,为解决电主轴的动态稳定性奠定了基础。     

基于MATLAB的高速磨削电主轴单元定子冷却管道的优化设计

针对电主轴单元定子表面的散热问题,研究了冷却管道的截面形状尺寸及管道的疏密程度对传热的影响。提出了确定冷却管道的最优截面形状尺寸及壁体厚度的优化设计方法,运用Matlab软件进行了优化计算,并用有限元软件Nastran对优化结果进行了仿真分析,得到了较为理想的温度分布,为实践中定子表面冷却管道的设计提供了理论依据。运用薄壁圆筒模型的相关理论,从管壁因承受冷却液内压力而产生的应力应变方面着手,通过定量分析壁厚的最小范围,优化设计高速主轴单元定子表面冷却管道的截面大小与形状,提高表面对流换热系数,增加换热面积,从而达到增强换热的目的。     

基于LabVIEW的电主轴综合性能测试与评价系统

介绍运用LabVIEW软件开发“电主轴综合性能测试与评价系统”的内容和特点,希望可以由已往的主轴单项检测或模拟分析,改由此测试系统来做主轴整体检测分析,借此来优化电主轴结构、减少主轴振动、噪声和热传导等问题,以便更好地掌握电主轴的静动态特性等相关关键技术,以确保主轴的优良性能.该系统对电主轴进行八个方面的测试,为全面、客观、系统地评价电主轴提供了检测手段、实验方法和理论依据,最后运用其中一个测试模块证明了该测试与评价系统具有实用方便、科学有效的特点.     

基于键合图的变压预紧力电主轴热误差建模研究

高速电主轴工作过程中产生大量的热,导致主轴前端产生热变形,严重影响主轴加工精度.本文提出变压预紧力电主轴热误差预测模型,将传热学理论计算与键合图模型相结合,可实时且准确预测同类结构的电主轴热伸长.建立主轴的热-固耦合模型,通过有限元分析得到耦合作用下主轴温度场分布规律;根据温度场分布规律及热能流向,运用热力学理论将主轴...     

高速加工机床主轴支承系统的研究

介绍高速加工机床用电主轴的特性及应用现状,分析加工机床电主轴系统的理想结构、陶瓷球轴承、电磁浮轴承、液体动静压轴承的特性及其在高速主轴单元中的应用,并以高速数控随动曲轴磨床的主轴支承系统设计为例,说明如何选用设计合适的高速加工机床主轴支承系统。     

变压预紧电主轴热位移预测模型研究

为解决高速电主轴在变速过程中产生的热位移引起加工质量的问题,通过搭建变压预紧电主轴实验平台,提出一种不同预紧力下电主轴自然降速实验方法,基于能量守恒理论建立轴承摩擦生热模型,构建预紧力与轴承发热量的函数关系;在此基础上,进一步探究轴承温升导致主轴产生热位移的影响规律。分别以预紧力为1 450、1 550和1 700 N工况下,电主轴的轴承温度数据和时间作为输入,构建电主轴BP神经网络热位移预测模型。结果表明,构建的热位移预测模型能有效地预测电主轴的热位移,预测模型的残差在0.5μm以内,研究成果为高精密机床主轴热误差智能补偿提供一种新思路。     

高速电主轴电动机故障诊断与绕组修理

介绍高速电主轴电机结构特点故障诊断及修理方法供电主轴电机设计,修理及使用人员参考。     

高速精密水润滑电主轴关键技术研究进展

对高速精密水润滑电主轴关键技术进行综述.概述了水润滑电主轴的结构设计及冷却技术;详细评述了水润滑轴承的结构形式、节流技术、材料选择、静动态特性分析与测试技术以及轴向密封设计等轴承技术;最后介绍了水润滑电主轴国内外应用现状,并对该电主轴的技术发展趋势进行了展望.     

Centrifugal force induced dynamics of a motorized high-speed spindle

Trend of the high-speed and high efficiency machining has pushed the continuous demand of higher spindle speed and power for the machining center application. Because the extremely high speed produces significant centrifugal force, it creates a need to predict the spindle dynamical characteristics at dynamic states. This work presents analysis results of the spindle dynamic of a motorized high speed spindle with angular ball contact bearings. For a machining center, two major subsystems determining the overall spindle stiffness are the shaft/bearing subsystem and the draw bar mechanism subsystem. Shaft/bearing stiffness as well as the natural frequency decreased at high speeds due to the bearing softening and gyroscopic effect. The bearing softening is the major reason of the reduced spindle stiffness, while the gyroscopic effect plays the secondary effect. Angular contact ball bearing softening at high speed is due to the reduced contact load and increased contact angle at the ball/inner-raceway contact interface caused by the centrifugal force. For the draw bar mechanism, analysis results show that the dynamic draw force at high speeds is significantly increased from that designed at the static state. Because the toolholder/spindle interface stiffness is proportional to the draw force, centrifugal force theoretically contributes a plus to the spindle stiffness at dynamic state. The dynamic draw force, however, is dependent on the friction loss inside the draw bar mechanism. Because of the low friction coefficient, the ball-type mechanism is superior to the wedge type mechanism.     

时序分析在电主轴热误差建模中的应用

针对电主轴热误差基于三点法测量和建模中忽略径向热倾角误差的问题,采用五点法对主轴热误差进行测量,建立基于时序分析的热误差自回归滑动平均混合模型ARIMA。通过引用单位根检验算法实现对热误差序列的平稳性判定,运用自相关/偏自相关函数完成模型的高效识别;利用信息准则解决热误差模型的定阶问题,结合Yule-Walker方程实现自回归参数以及滑动平均参数的求解,从而提高了模型的预测精度及泛化能力,设定了模型的预测优度评价标准。电主轴热误差模型蕴含轴向伸长及径向热倾角,更符合实际,模型可更准确地描述主轴热误差空间位姿状态。通过电主轴热误差建模的应用实例,验证了所提测量及建模方法的有效性。     

计及刀具影响的高速电主轴系统动力学特性研究

首先建立了轴承模型和转子模型,进而分析了高速电主轴壳体、轴承、主轴和刀具之间的连接关系,建立系统动力学模型,推导电主轴不同部位到刀具处的传递函数。然后以D62D24A型高速电主轴为例,分析转速对轴承动态支承刚度的弱化作用,计算系统装有刀具与未装刀具时的第一阶径向振动固有振型,理论分析并且实验验证高速电主轴静态和动态情况下系统装有刀具和未装刀具时第一阶径向振动固有频率的变化趋势。最后得到系统的固有特性受到转速和刀具双重弱化作用的结论。     

磁拉力作用下不同结构电主轴的动力学特性研究

为了研究磁拉力对不同结构电主轴动力学特性的影响,依据电主轴磁拉力的力学方程,建立了电主轴的有限元分析模型,进行磁场和力学场双向耦合计算,对电机位于不同主轴位置时的电主轴动力学特性进行研究,得到了其动态特性变化曲线。同时,进行电主轴的试验测试,以验证有限元模型及分析方法的合理性与正确性。结果表明,电主轴的电机位置会影响电主轴运动的稳定性,电机放置在主轴的轴承中间时会比电机放置在主轴一端时运行得更加稳定;在试验测试误差和模型简化误差的条件下,理论计算所得的轴心轨迹总位移比实际测量偏小,初步验证了有限元模型及算法的合理性和正确性。     

基于阻抗耦合子结构法的电主轴固有特性求解

根据阻抗耦合子结构法的基本原理,提出基于阻抗耦合子结构法求解电主轴固有特性的流程,包括电主轴轴段的划分、根据Timoshenko梁理论求解各轴段固有频率和各轴段频响函数、电主轴的阻抗耦合、结果分析等步骤。以某立式加工中心电主轴为研究对象,应用所提出的方法,对该电主轴的固有特性进行求解,并与有限元分析结果对比,证明了该方法的有效性。