大功率陶瓷轴承电主轴单元的研制

介绍了电主轴单元的优良特性及其应用，结合高速电主轴单元的研制实践，分析了大功率电主轴单元支承选用及预负荷的确定，探讨了电主轴单元的结构布局与设计，讨论了电主轴单元冷却与润滑系统的设置，通过实验测试电主轴的静动态性能，为加快开发新型电主轴及其在数控机床上的应用提供技术依据。     

陶瓷轴承电主轴系统的特性与分析

以实验室的高速实验磨削用陶瓷轴承电主轴为例,介绍了陶瓷轴承电主轴及其特性、润滑、冷却系统和电主轴的运动控制,对陶瓷轴承电主轴在机床上的应用作了基础性探讨。     

轴承套圈内表面磨削用高速电主轴的加载试验

介绍轴承套圈内表面磨床电主轴动态性能测试的加载试验方法及其有关设计计算，为电主轴的科研、生产提供了一种新的检测手段和试验方法。附图４幅，表１个，参考文献４篇。     

国产高速电主轴动静态特性分析

电主轴运转过程中的动力学性能是影响其主轴精度与稳定性的重要因素.基于有限元分析方法,以国产BT40电主轴为研究对象,利用有限元仿真软件对其电主轴进行动静态特性分析,得到其电主轴的前六阶固有频率以及临界转速.结果 表明其电主轴的设计合理.     

陶瓷轴承电主轴在高速精密磨床中的应用

高速精密磨削要求主轴达到很高的转速,同时对零件加工精度的要求也越来越高。而陶瓷轴承电主轴自身所具有的优点,满足了高速超高速精密加工主轴转速的要求。本文通过本实验室集成的开放式高速精密磨床,介绍了电主轴的PLC控制,并通过主轴振动实验说明了陶瓷电主轴在高速精密机床上应用的优越性。     

偏心率对高速动静压轴承动特性影响

本文分析了水润滑,五腔动静压轴承偏心率对轴承静动性能的影响。轴承量在高压力、高转速下使用。计算表明,在中小偏心下,轴承动力系统为常数;而在大偏心率下,由于流体膜空穴和油腔位置的影响,轴承动特性有较大变化。同时考虑了轴承系统稳定性。     

高速陶瓷电主轴设计及性能分析

为了提高高速主轴系统的性能采用热压Si3N4工程陶瓷作为主轴材料设计了高速电主轴,对其静动态性能进行了有限元分析。结果表明,陶瓷电主轴比传统的钢质电主轴具有更加优良的动静态性能,静刚度、固有频率、临界转速都有不同程度的提高,更加适合于高速应用场合。     

高速电主轴用陶瓷轴承套圈内表面磨削试验研究

采用金刚石砂轮对热等静压氮化硅(HIPSN)陶瓷轴承套圈进行精密磨削试验,通过磨削表面粗糙度和扫描电子显微镜(SEM)照片,分析不同磨削参数对工件磨削表面质量的影响,获得陶瓷轴承套圈内表面精密磨削加工的最佳工艺参数.试验还进行了磨削过程中磨削力的测试和比磨削能的计算,分析了陶瓷材料的去除机理.     

高速电主轴动态特性研究

作为数控机床的核心功能部件,高速电主轴的动力学特性直接影响着工件的加工精度。建立了高速电主轴的轴承-转子动力学模型,计算了角接触球轴承的动态支承刚度和轴承-转子系统的固有特性,并且研究了不同转速下轴承支承刚度对系统固有频率的影响。以2GDZ60型高速电主轴为研究对象,测试了系统的1阶固有频率和2阶固有频率,与理论计算值相比较误差较小。     

电主轴在高速轴承试验中的应用

系统介绍电主轴拖动方式的优越性 ,列举了电主轴在航空航天轴承试验机、高速卡盘试验机中成功应用的若干实例 ,并对今后电主轴的发展趋势作了介绍 ,附图 6幅 ,参考文献 4篇。     

砂轮接杆对陶瓷电主轴单元动态性能的影响

随着产品加工不断向高精度、高刚度、高速度方向发展,对机床主轴部件的动态特性要求也越来越高,因此对机床主轴部件动态特性分析也显得越来越重要。实验室采用陶瓷球轴承作支承的电主轴做高速精密磨削。在磨削过程中,陶瓷电主轴单元的性能直接关系到主轴能否实现平稳高速、精密加工。砂轮接杆虽然尺寸结构简单,但是对电主轴的动态性能影响很大。文中针对基于PMAC-PC控制下的精密磨床,通过不同转速下电主轴振动信号的傅立叶(FFT)谱,分析了砂轮接杆对陶瓷轴承电主轴单元动态性能的影响。     

Dynamic Performance of the Ceramic Bearing Spindle Unit

Dynamic performance of a ceramic bearing spindle unit is studied in this paper. It is found that the damping coefficients of the ceramic bearing spindle unit are smaller than those of the steel bearing one,direct mobility in the front nose of the ceramic bearing spindle unit is larger than that of the steel bearing one after the experimental modal analysis for a standard spindle unit. The experimental results provide a scientific basis for the dynamic design of high speed and extra-high speed machine tool with the bearing spindle units.     

陶瓷轴承主轴单元动特性的实验研究

对陶瓷轴承主轴单元的动态性能特点进行了实验研究。研究发现,在相同预紧和脂润滑条件下,陶瓷轴承主轴单元的阻尼系数比钢轴承主轴单元小,主轴端部的直接动柔度比钢轴承主轴单元大。研究结果为采用陶瓷轴承主轴单元的高速和超高带数控机床的动态设计提供了实验依据。     

单元尺寸在混合陶瓷球轴承动态特性分析中的影响研究

在建立混合陶瓷球轴承6801CE的二维有限元接触模型的基础上,采用不同的单元长度对模型进行网格划分,并施加8种不同的载荷进行求解,得到了接触变形图,通过分析比较获得了轴承的滚动体与内外套圈接触的边界条件,为分析混合陶瓷球轴承6801CE的三维动态特性奠定了基础。     

轴承无心磨削中陶瓷支承件的应用研究

提出了一种新型轴承无心磨削用支承材料——陶瓷材料，对其特性、陶瓷支承块的加工技术等进行了阐述，并对陶瓷支承材料和传统支承材料(尼龙、橡胶木)在轴承无心磨削中的应用情况进行了对比试验。试验结果表明：陶瓷支承材料比传统支承材料更有利于提高轴承套圈的加工精度和外观质量，并且完全可以消除支承材料所引起的支承印缺陷。     

高速磨削机床主轴单元的动态特性仿真分析

在ANSYS中建立了电主轴准确的三维建模,并分析了电主轴的模态和谐响应特性,得到了电主轴的固有频率、临界转速和振型等动态特性。进一步对电主轴不同部位的动态位移响应进行了分析,证实了电主轴设计的合理性,满足了精加工的要求。     

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。     

高速滚珠关节轴承的动力学特性分析

应用外圈滚道控制理论,考虑滚珠陀螺力矩和离心力的影响,分析高速滚珠关节轴承的整体受力平衡、结构尺寸关系、接触点的综合曲率、接触角的变化、弹性变形关系、滚珠的自转和公转、滚珠受力平衡等因素,建立滚珠关节轴承在联合载荷及高速旋转工况下的动力学平衡方程。对动力学平衡方程的求解方法进行分析,得到未知变量可行域的变化规律,建立优化目标方程,提出基于复合形法约束处理遗传算法的优化方程求解方法及步骤。以高速滚珠关节轴承BRF30为例,建立其动力学平衡方程并求解,得到内、外圈相对位移、轴承刚度、接触角、接触角分布、负荷分布、滚旋比等轴承状态量的变化规律。研究内容为此类关节轴承的结构尺寸和工作性能参数的标准化、当量载荷及工作寿命的计算和优化设计等提供理论基础。     

超高转速电主轴轴承内部摩擦力矩分析

考虑油膜内部的剪切效应和滚动体打滑现象,对超高转速电主轴轴承内部的摩擦力矩进行研究,基于热弹性流体动力润滑理论,建立超高转速电主轴轴承内部摩擦力矩分析计算的理论模型,并对超高转速条件下主轴轴承内部摩擦力矩的性能进行系统分析.结果表明,转速和轴向预载荷是影响轴承内部摩擦力矩的主要因素,环境温度和润滑油的特性对摩擦力矩也有一定影响;在超高转速条件下,采用较小的内圈沟道曲率半径系数、设计15°的接触角和施加较小的轴向预载荷,并选用黏度较小的润滑油等,有利于减小电主轴轴承内部的摩擦力矩和发热现象,以延长使用寿命.