高速机床主轴－轴承系统动态性能研究

为研究主轴－轴承系统的动态性能,以某型号精密卧式加工中心主轴系统为研究对象,通过偏心质量激励法测得主轴支承轴承刚度,采用Timoshenko梁单元对主轴进行有限元建模,系统地分析了主轴离心效应、轴承预紧力对于主轴动态性能的影响,并进行了实验验证。结果表明：提高预紧力可有效增加主轴轴承刚度,提高主轴动态性能。同时证明采用有限元法计算主轴轴承的刚度是一种行之有效的方法。     

提高主轴回转精度特性的精化方法

提高主轴回转精度特性的精化方法宁江机床厂狄锦如主题词：主轴，回转精度，轴承，预紧目前，数控机床、加工中心主轴组的结构形式已基本定型，但对其性能特性的要求却愈来愈高。怎么进行精化？采用合理的轴承预紧是目前行之有效的方法。这也是在不增加成本的前提下，进行...     

轴承预紧对机床主轴刚度的影响

阐明了用有限元法分析计算机床主轴组件刚度的步骤和方法,并对主轴刚度进行计算,讨论不同预紧条件下,轴承刚度对主轴性能的影响;并探讨轴承预紧后,增大预紧量对主轴刚度的影响。结果表明:支承轴承预紧的增大使主轴弯曲刚度增幅最大为22%,而对固有频率的影响不明显。     

风机主传动系统法兰连接摩擦性能与预紧力研究

传统风电法兰连接预紧力设计采用经验公式进行计算。本文以风电机组主传动系统法兰连接为研究对象,对含涂层法兰材料进行了摩擦特性对比试验,结果表明含涂层材料比普通材料的摩擦系数高40%;同时,建立了不同摩擦系数和不同预紧力下的轮毂-主轴法兰连接数值模型,分析了预紧力-应力动态响应特性,发现在保证设计安全系数前提下适当减小预紧力可提高法兰连接应力场分布均匀性。在一定程度上缓解热点区域应力集中现象,为风电机组法兰连接预紧力设计和主传动系统轴承选型提供一定的理论支撑和技术指导。     

主轴轴承预紧力在数控维修中的解决方法研究

介绍了计算轴承预紧力需要考虑的因素,研究了轴承预紧力的计算方法及数控机床主轴轴承预紧的方法,详细阐述了以预紧力为依据的机床主轴预紧的方法。该方法用在机床主轴的安装及维修中,可以成功恢复高转速、高精度机床主轴的精度。     

轴承预紧力对主轴模态及铣削稳定性影响的研究

采用两阶连续梁模型研究不同主轴结构的轴承预紧力对主轴模态及铣削稳定性的影响。研究结果表明:轴承通过改变主轴低阶模态对铣削稳定性产生影响,前轴承对系统模态及铣削稳定性的影响比后轴承大。同一模态影响下的轴端振幅和铣削稳定性之间有很大的联系,激起主轴最大振幅峰值的模态对铣削稳定性的影响最不利。     

轴承预紧力对陶瓷电主轴特性影响分析?

基于170 SD30 SY无内圈陶瓷电主轴转子具有比重轻、耐磨、高弹性模量等优良的综合特性,对不同预紧力载荷下的主轴前端振动位移进行仿真分析;在ANSYS中求解因预紧力在轴承处摩擦产生的温升,并导入整个模型当中,研究整个温度场的分布;对轴承在不同预紧力工况下的使用寿命进行计算分析;依据上述仿真和计算分析,并考虑合理的工况条件下选择合理的预紧力,在该预紧力下进行了振动和温升的实验测量,与仿真进行对比,验证仿真的正确性,从而证明选取预紧力的正确性。     

主轴轴承预紧力的在线测量与控制及其对主轴系统特性的影响(上)

文中讨论了主轴轴承预紧力变化机理及预紧力的定量计算,分析了预紧力对主轴热特性和动力学特性的影响并做了试验验证,在介绍国外预紧力控制和补偿的方法的基础上,重点介绍了作者研制的“测力轴承”和“预紧力控制环”,前者用于预紧力的在线监测,后者用于预紧力的调整,后者由于具有较大的阻尼值,能大大地提高主轴系统的动态刚度和抗振能力,减少主轴系统的热变形,从而提高了主轴系统精度,可有效地实现预紧力的最佳适应控制。本文分两期刊完。     

数控机床轴承预紧对主轴刚度的影响

主轴系统的工作性能,对工件的加工质量和机床生产率均有重要影响,对轴承实行预紧,可提高主轴刚度和主轴旋转精度.文章运用ANSYS软件并结合实测研究了轴承预紧与机床主轴刚度的关系,结果表明:通过增加前端轴承预紧量在一定程度上可以改善主轴弯曲刚度,为设计主轴系统提供了一定的借鉴.     

滚动轴承预紧力对其转子系统特性影响的理论及试验研究

为了改善滚动轴承-高速电主轴系统特性分析中对轴承只取其刚度和阻尼元素参与计算的情况,引入滚动轴承预紧力参数,建立用于轴承转子系统特性分析的滚动轴承预紧力约束方程,从理论上计算预紧力对系统刚度、临界转速和轴承性能的影响.以角接触球轴承-高速(60 000 r/min)电主轴系统为对象,设计一种预紧力测量方法,通过实验研究轴承预紧力对轴承转子系统的影响,结果表明测量结果与理论计算基本一致.     

组合机床铣削头样机试验方法的探讨(下)

6.激振试验机床动态试验时,激振力信号可以是正弦的、随机的或脉冲式非周期力信号,而不同形式的信号要求不同的激振器和分析方法。对于机床主轴,应在回转状态下激振。实践表明:用接触式激振器使力通过预加载荷的轴承,在主轴回转情况下激振的方案不易取得满意的结果。而电磁激振器是非接触式的,适用于主轴回转时激振。本试验为了和实际工作状态一致,准备在刀盘切削点处     

角接触球轴承对高速主轴变形影响建模与分析

高速主轴在工作过程中易受热变形影响数控机床加工精度,而角接触球轴承作为高速主轴的支承件发挥着巨大的作用。根据Hertz接触力理论,结合角接触球轴承受力平衡以及位移方程,建立角接触球轴承对主轴位移影响的分析模型,然后通过对比用模型计算的轴套位移值与用位移传感器测得的轴套位移值来进行验证;最后分析计算不同转速下轴承内外圈接触力和轴承刚度的影响,以及不同转速下对轴套和主轴位移产生的影响。利用该模型可以设置合理的预紧载荷以及主轴转速,提高轴系的运动定位精度,为轴承预紧量的施加、工作预紧载荷的调整及预紧装置的设计提供参考,弱化轴承塑性变形导致的热变形,从而降低对高速主轴变形位移产生的影响。     

考虑多影响因素精密机床主轴轴承试验台研制

针对精密机床在不同工况条件下的运转特点,对影响机床主轴轴承精度保持性的原因进行研究,研制了适合作用在不同预紧力、转速、外载荷、安装方式等多种试验条件下的精密机床主轴轴承试验台。介绍了试验台的技术方案和设计参数,绘制了试验台二维、三维模型图,并对试验台轴系、基座等关键零部件进行有限元分析。结果表明,试验台关键零部件均满足设计要求,试验台设计方案合理,能够稳定运行,可以满足多工况下精密机床主轴轴承试验的要求。     

车床主轴轴颈精度的可视化分析方法

机床主轴的回转精度是一项重要的精度指标,提出一种主轴回转精度的数字化分析方案,其基本思想是通过数字化建模和分析,掌握各个影响因素对主轴回转精度的作用规律及叠加效应.以车床主轴轴颈为例,建立了轮廓误差与主轴轴心运动轨迹的关系模型,并通过软件编程实现了主轴回转中心轨迹的可视化分析.     

用故障诊断方法判断机床主轴轴承的工作状态

论文阐述了利用轴承振动信号可判断机床主轴轴承的工作状态，通过频谱分析可对轴承进行故障诊断及预紧力确定；应用B＆K2148采集振动信号，MATLAB进行数据处理，对CKS6116型机床主轴前轴承进行了故障诊断与预紧力分析并取得了满意的效果。     

狭缝节流空气轴承-转子系统稳定性分析

为研究狭缝节流空气静压轴承-转子系统在阶跃载荷作用下的稳定性,结合流体力学和转子动力学方程,利用动网格技术,充分考虑转子在流场作用下的非线性运动,建立轴承-转子动态耦合计算模型。利用流固耦合方法得到系统在瞬态和稳态下的轴心轨迹和流场分布。通过分析计算得到载荷作用下系统的轴心轨迹和轴承内部流场分布云图,并引入时域参数对系统的稳定性进行分析。通过改变空气轴承结构参数,研究特定转速下不同轴承参数对系统瞬态响应阶段快速性和稳定性的影响规律。结果表明：通过控制轴承的狭缝间距、深度和宽度等参数,能够改善系统的动态稳定性。     

空气静压主轴有限元建模及动态特性研究

为提高空气静压轴承支撑的空气静压主轴的动态工作性能,文章利用Fluent计算出了空气静压轴承在不同供气压力下气膜刚度,利用Ansys Workbench中的轴承单元和弹簧—阻尼单元模拟轴承支承,对主轴系统进行了模态分析和动态响应分析,得到不同供气压力下主轴系统的固有频率、振型以及激振力作用下的位移幅频动态响应曲线。结果表明,随着供气压力的增加,轴承气膜刚度增加,且对主轴系统的低阶模态和高阶模态影响不同。另外随着气膜刚度增加,谐振频率逐渐增大、振幅减小,系统抵抗受迫振动能力逐渐增强。研究结果为提高空气静压主轴的动态性能提供了一定的理论依据。     

车削激励下主轴高精度轴心轨迹在线测试研究

数控机床主轴是机床上的一个重要部件,它是刀具或工件的相对位置基准和运动基准。主轴轴心的动态运动特性直接影响着被加工零件的加工精度及表面粗糙度,同时主轴的轴心轨迹作为机床主轴运行的重要图形征兆,能够形象、直观地反映机床设备综合性的误差状况。针对主轴轴心轨迹在线测试问题,搭建了适用于工业现场环境的在线测试系统。通过对友嘉FTC-20型数控车床进行测试,研究了主轴在空载、车削两种状态下轴心轨迹的变化,并对实验结果进行了分析。实验表明:该系统能够准确地分离主轴的圆度误差和主轴轴心轨迹,为后续进行机床主轴的故障评估及建立故障自动识别系统提供基础。     

角接触球轴承组合轴向预紧力分析

在赫兹接触理论和滚动轴承拟静力学分析理论的基础上,建立了角接触球轴承串联组合时计算轴向预紧力的方程.采用Matlab编程求解了动态条件下的轴向预紧力,分析了轴承内外圈宽度尺寸偏差、隔套长度尺寸偏差、滚动体直径尺寸偏差、转速及轴承沟曲率半径系数对轴承组合轴向预紧力的影响规律.结果表明:尺寸偏差越大两个轴承轴向预紧力的差别越大,内外圈沟曲率半径系数越大轴向预紧力的差别越小;外圈沟曲率半径系数比内圈沟曲率半径系数对轴向预紧力分配的影响更明显;转速增大时两个轴承轴向预紧力的差别先减小后增大.     

精密高速磨床主轴支承轴最佳预紧力计算

研究了精密高速磨床主轴－轴承轴系动学力特性,在旋转轴振动理论和高速球轴承刚度理论的基础上,本文提出了一种新的计算精密高速磨床主轴轴在的最佳预紧力算法。