高速电主轴模态特性分析

高速电主轴作为高速机床的核心部件,其性能直接影响着机床的加工精度。为了研究高速电主轴的模态特性,建立了一种高速电主轴有限元模型。该模型考虑了轴向预紧力、振型形状、离心力和回转力矩对固有频率的影响,同时也考虑了转子分布质量、非线性轴承刚度和主轴旋转运动等因素的影响。利用有限元模型,对某高速电主轴的模态特性进行了分析,由实验结果证明了仿真分析结果的有效性。     

电主轴动态特性分析及结构优化

以某高速数控车削中心的电主轴为研究对象,建立了电主轴的有限元模型。以等效弹簧单元来模拟轴承对电主轴的支承刚度,同时将电动机转子部分视为分布质量单元附加在电主轴的相应安装位置。对电主轴有限元模型进行了动态特性分析,获得了各阶固有频率及振型。通过LMS模态测试设备对电主轴进行模态测试,测试结果与有限元计算结果的误差在10%以内,验证了此有限元模型的正确性。最后,在有限元模型的基础上进行了轴承支承跨距的优化分析,提高了电主轴的固有频率。     

高速电主轴有限元建模及静动态特性分析

针对高速车铣加工中心,对其电主轴进行三维建模,通过有限元软件ANSYS Workbench对其刚度、固有频率和临界转速等进行静、动态特性分析,论证了其结构合理性的同时,也对电主轴施加2种不同的约束进行模态分析,证明了2种约束均适用于高速电主轴的模态分析。研究结果为高速电主轴系统以后进一步设计使用和分析优化,提供了2种不同的约束方法。     

基于ANSYS的机床电主轴动态性能分析

阐述了影响高速电主轴抗振能力的固有特性、动力响应和动力稳定性动力学特性。以高速、大功率的铣削加工中心电主轴为研究对象,采用ANSYS有限元软件对电主轴进行模态分析,研究电主轴的振型、固有频率和临界转速,获得电主轴各阶频率和振型,指出主轴远离抗振性的频率要求以及前支承的刚度和阻尼对主轴系统的振动的影响。通过模态分析为进一步的动力学分析提供必要的依据。     

五轴联动雕铣机床电主轴模态分析

电主轴是高速机床的关键部件。应用多参考点最小二乘复频域法对五轴联动雕铣机床电主轴进行模态分析,通过对比计算模态与试验模态,验证有限元模型的合理性,为电主轴结构的优化设计提供理论支持。     

高速凸轮轴磨床砂轮电主轴的有限元分析

以高速凸轮轴磨床电主轴为研究对象,进行了电主轴的静力学和模态分析,并根据分析结果改进了电主轴的结构,为后续砂轮的结构优化设计提供了参考。     

高速电主轴的试验模态分析

基于模态分析理论,采用单输入/多输出识别法(SIMO)对高速电主轴进行了自由模态试验,介绍了试验方法,得到了所有测点的频响数据.将全部频响数据作集总频响函数,并与相干函数结合分析试验结果,提取了该电主轴的模态参数(固有频率、阻尼和振型),研究了其固有特性.试验结果表明电主轴的基频低于其1阶固有频率,符合电主轴正常工作的基本要求,并用MAC值验证了模态试验的正确性.     

高速电主轴的有限元分析

采用有限元分析软件Ansys对某高速电主轴进行了模态分析,得到其固有频率及振型,其结果为评价电主轴的动态特性提供依据。     

基于Workbench的高速电主轴动力学特性分析

利用Pro／E建立了电主轴三维模型,运用Workbench对高速电主轴进行模态分析和谐响应分析。获得电主轴的固有频率以及临界转速等动态特性;在此基础上对电主轴前端处的位移响应特性进行分析,证明了电主轴结构设计的合理性．为下一步的电主轴特性研究奠定基础。     

小子样高速电主轴寿命分布模型参数估计

为分析高速电主轴的可靠性,需测试小子样电主轴性能退化量,以此评估高速电主轴的可靠性指标。该方法首先假设电主轴寿命分布模型,估计小子样电主轴模型参数,检验并确定电主轴寿命分布模型。针对Weibull寿命分布模型,应用修正极大似然函数推导了小子样高速电主轴寿命分布模型参数估计式,并应用经验分布函数检验分布模型及参数估计值。为验证参数估计方法的正确性,利用两根170MD18Y16型高速电主轴试样轴端跳动量测试数据和参数估计式,完成该型电主轴分布参数估计,拟合检验结果为寿命服从Weibull分布,且模型参数估计为真值;据此参数值确定的170MD18Y16型电主轴特征寿命与实际失效寿命值一致,表明分布模型参数的修正极大似然函数估计方法正确,可用于小子样高速电主轴的可靠性评估。     

小子样高速电主轴的Bayes可靠性分析

针对高速电主轴可靠性分析存在的问题,应用Bayes理论提出小子样高速电主轴性能退化可靠性试验分析方法,推导了小子样高速电主轴可靠性参数的验前、验后分布及置信限表达式,据此评定高速电主轴可靠性指标。对两根170MD18Y16型高速电主轴进行可靠性试验,利用性能退化量试验数据分析了Weibull寿命分布模型参数,并利用170MD18Y16型高速电主轴轴端跳动量测试数据,应用Bayes方法评定了该型高速电主轴可靠性指标,分析结果与电主轴实际工况使用值一致,表明Bayes理论可用于小子样高速电主轴可靠性分析。     

数控加工中心高速电主轴运行状态测试

采用阶次分析和试验模态测试相结合的方法对电主轴运行状态进行振动测试与分析,研究导致高速电主轴高速运行中振动加剧的原因,确定高速电主轴及机床结构在设计、制造与部件缺陷等方面存在的导致振动异常的多种原因.研究结果表明,阶次分析和试验模态测试相结合是一种有效的用于数控加工中心状态监测与诊断的测试分析方法.     

高速电主轴的模态分析

通过对电主轴进行较精确的三维动态有限元建模,经ANSYS分析计算,获得了电主轴的模态特性.研究了电主轴的固有频率、振型和临界转速,分析了轴承预紧力对电主轴二阶固有频率的影响,为高速电主轴结构的合理设计和轴承最佳顸紧力的确定提供了必要的理论基础.     

高速电主轴的工作模态试验分析

高速电主轴在工作状态下产生的振动对高精度加工影响较大,通过对最高转速为60000r/min的磨削型高速电主轴进行不同转速下的工作模态试验,并运用随机子空间法(SST)对其进行模态参数的识别,得到了电主轴工作状态下多个重要部位的频谱图,分析了多个重要测点的加速度,且与出厂理论值进行比较,以验证其是否符合高精度加工生产的要求和所采用试验方法的正确性,同时说明电主轴产生振动的主要原因,排除了试验用电主轴在共振区工作的可能性.     

陶瓷轴承电主轴主轴的振动模态分析

针对实验室高速精密磨床用陶瓷轴承电主轴,在有限元分析软件中建立了三维有限元模型,对主轴部件进行了模态分析,得出了主轴前五阶固有频率和振型,对刚性支承和弹性支承情况下主轴模态进行了对比分析,为下一步进行详细的陶瓷轴承电主轴动力学分析打下基础。     

紧凑型高速电主轴拉刀机构静动态特性分析与优化

介绍了紧凑型高速电主轴的结构设计,建立了主轴-拉刀机构双转子系统模型,研究了电主轴拉刀机构的静动态特性,得到了工作状态下电主轴的静态位移、振型、固有频率以及关键点的响应位移。对主轴-拉刀材料、轴承预紧力、轴承组跨距、主轴-拉刀接触刚度以及主轴-刀柄接触刚度等参数进行优化设计。结果表明优化后电主轴的静动刚度均满足要求、固有频率提高、电主轴安全工作频率区间增大。电主轴模态测试结果证明了以上结果的可靠性。该研究为紧凑型高速电主轴的设计提供了理论基础。     

高速电主轴支承刚度计算及模态分析

以某型号数控磨床用高速电主轴为研究对象,基于滚动轴承静力学推导了高速电主轴常用支承—角接触球轴承计及预紧接触角变化的径向刚度和多联组配轴向刚度计算公式,结果显示该计算公式比现有文献中相关计算更准确,讨论了轴向预紧力对支承刚度的影响规律。在得到支承刚度的基础上,在ANSYS中采用弹簧单元COMBIN14模拟主轴轴承支承,基于ANSYS对主轴部件进行了不同轴向预紧力和不同转速下的模态分析,讨论了转速和轴向预紧力对电主轴模态的影响。     

数控铣床电主轴故障诊断及仿真分析

针对数控铣床高速电主轴故障分析和诊断的需要,避免因主轴结构设计不合理而产生的故障,进行了基于噪声和小波变换监测原理的电主轴故障诊断仿真分析和动态特性分析方法研究。结果表明,小波变换能有效地把机床噪声信号变换到时频域,得到电主轴工作状态下的时间和频率信息,从而区分出主轴在正常工作下的噪音和故障状态下的工作噪音,诊断出机床电主轴的故障信息。通过模态分析得到了电主轴的固有频率、振型和临界转速,有效避开了电主轴固有频率,并为高速电主轴结构设计和轴承最佳预紧力的确定提供了分析依据。     

高速电主轴热态性能分析

高速机床是实现高速加工的必要条件,高速电主轴是高速机床的关键部件。在高转速下,电主轴会产生热变形,从而严重影响高速机床的加工精度。本文对车铣用电主轴的热态特性利用ANSYS进行了基于热接触理论的有限元分析。最后提出了改进高速电主轴温度场分布的主要措施。     

陶瓷-钢复合结构高速电主轴的研究

工程陶瓷具有弹性模量高、密度低、减振性能好等特点。为了提高高速电主轴的性能,采用热压Si3N4工程陶瓷与钢作为主轴材料设计了复合结构高速电主轴,并对其静动态性能进行了有限元分析,具体包括主轴组件的径向刚度分析、模态分析及谐响应分析。结果表明,陶瓷-钢复合结构电主轴比传统的钢质电主轴具有更加优良的静动态性能,静刚度、固有频率、临界转速都得到不同程度提高,更适合于轻载高速应用场合。