角接触球轴承高速电主轴的热源特性及对策

高速电主轴是实现高速加工的首要关键技术，文中建立了电主轴的能量流模型，分析了切削热、轴承发热以及主轴电机的发热特点，并提出了提高高速电主轴热稳定性的有效措施。     

基于电主轴的高速轴承及其热分析

高速加工需要高转速的机床,电主轴作为机床高速化的发展方向,在高速加工中得到越来越广泛的应用.高速轴承技术是电主轴的关键技术,其技术水平决定了电主轴的转速及承载能力.同时,轴承的摩擦功率产生的热量,使得电主轴温度升高,产生一定热应力和热变形,影响加工精度.因此,有必要对轴承的摩擦功率进行深入研究.研究了电主轴中几种常见的轴承支撑技术,从理论和实际应用上分析了其摩擦功率大小,可以为电主轴的轴承设计提供依据.     

高速电主轴的热特性分析

分析了高速电主轴中电机的损耗发热和轴承的摩擦发热，并提出了减小其损耗和改进其冷却状况的措施，为电主轴的热稳定性的解决奠定了理论基础。     

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。     

精密高刚度高速电主轴

通过研制开发2GDZ51Q和2GDZ75Q高速电主轴，介绍了精品球轴承磨床用高速电主轴的基本特点和结构特征，叙述了高速电主轴轴系转子动力学分析设计的基本内容。     

电主轴用高速角接触陶瓷球轴承的开发

本文从轴承力学方面，分析了电主轴用陶瓷球轴承和钢球轴承的高速性能指标，如单位接触面积压力、刚度、旋滚比、摩擦力矩和功耗、比摩擦功。通过计算分析，得出了钢球轴承转速为６００００ｒ／ｍｉｎ的指标，与陶瓷球轴承转速为３０００ｒ／ｍｉｎ的指标相近。因此可安全地使用脂润滑的陶瓷球轴承代替传统用油雾润滑的钢球轴承。本研究具有明显的经济效益和社会效益，对我国今后开发陶瓷轴承提供了理论依据。     

高速陶瓷电主轴的热态特性分析

利用高速陶瓷电主轴热稳态和热瞬态的热力学模型,研究了热态性能对零件加工精度的影响,结合某高速精密加工中心的主轴单元,用有限元计算和分析了温度场及热平衡时间,将结果与实验进行比较,证明其有效性。结果表明:高速陶瓷电主轴在运转时热量主要来源于内置电机的损耗发热和轴承摩擦生热。前后轴承、定子和转子是热量集中处,最高温度出现在转子与定子间间隙处,为62.23℃,需采用良好的散热措施进行散热;精密磨削加工前应提前启动机床,进行10 min的预热,使机床各部件达到热平衡,减少热变形带来的加工误差,提高加工质量。该建模方法以及热力学模型可为高速电主轴的优化设计和研制提供一定的参考。     

高速磨削用陶瓷轴承电主轴单元的动特性分析

电主轴的结构设计、动态特性在很大程度上决定了高速磨削加工的精度和效率.本文针对高速磨削用陶瓷轴承电主轴进行了动态特性的研究和主轴结构的优化,用传递矩阵法对其动力学性能进行了计算分析,并利用有限元分析软件ANSYS对实验用陶瓷轴承电主轴进行了动特性分析,结合PNAC控制下高速精密磨削实验系统进行了陶瓷轴承电主轴的振动性能实验.     

高速电主轴轴承热分析与实验研究

根据高速电主轴角接触球轴承中滚动体的运动情况,分析其受力状态,并考虑轴承预加载荷对滚动体在高速旋转状态下陀螺力矩的平衡效果,应用Palmgren经验公式计算轴承整体的摩擦热,然后依据传热学理论建立轴承的温升热模型,并用热网络法建立其热阻抗网络图,最后用120MD60Y6油雾润滑型电主轴的轴承进行试验验证.结果表明,轴承温升主要受转速、润滑油量、供气压力及载荷的影响,在主轴启动的初始阶段温升变化最快,且润滑油量和供气压力对轴承温升有一个最佳的适用范围.     

高速精密角接触球轴承在电主轴中的应用

高速精密角接触球轴承在电主轴中的应用涉及选型、加载和润滑等多个方面，合理的使用方式可以优化主轴性能和高轴承实际寿命。本文从实践角度分析了如何在电主轴中科学地应用高速精密角接触球轴承。     

高速电主轴的热态性能分析及实验研究

利用ANSYS对GDS4000Ⅱ型高速电主轴进行了热分析,研究了电主轴的稳态温度场分布和热变形的情况,并对该电主轴进行了热误差实验研究。通过仿真结果和实验结果的对比,验证了有限元分析的主轴热变形结果,可为改善电主轴的热态特性提供依据。     

对高速主轴需要特殊关注

Setco Sales公司注意修复或改造一些以前是为某种应用场合(也许是干加工)设计的,而现在要用于另一种应用场合(例如使用大量冷却液)的主轴,这是一种挑战。据中西部服务中心经理Tim Greve和业务经理Car-men Roser说,这是一个并不罕见的问题。 Setco组建了一个独立业务部门,该部门包括一个专门小组的人员、机械和设备,专门做修理工作。它几乎哪家的主轴都修理。这些主轴中最难修的是日本的主轴,因     

高速电主轴中的离心现象及其影响

对高速电主轴内的离心现象进行了分类,归纳出了离心力的三种表现形式及其对主轴动态、热态特性的影响,指出离心力影响的广泛性和严重性,它不仅是影响主轴动态特性的关键因素,而且能加剧轴承发热;同时指出了旋转部件因离心膨胀而可能带来的其他影响,从离心膨胀这一角度出发,为今后主轴动力学和热力学的研究提出了相关建议。     

高速电主轴热态特性仿真分析

在分析电主轴温度场理论的基础上,建立某高速磨床电主轴系统的有限元模型,计算了电主轴热特性分析的边界条件,利用有限元软件ANSYS Workbench分析其热态特性,得到了主轴系统的稳态温度场分布和热变形情况;同时分析计算了不同转速对主轴系统温升及热变形的影响.结果表明:主轴转速越高,相应主轴单元的温升变化及主轴热变形也越大.此分析为改善电主轴温度场分布及减小热变形提供了理论依据.     

高频电主轴临界转速计算及其影响参数分析

基于传递矩阵对高频磨削电主轴进行临界转速特性计算,分析预加负荷及砂轮组件的参数变化对临界转速的影响,为电主轴动态性能的设计提供依据。     

高速立式加工中心主轴箱热态分析

高速立式加工中心在加工过程中产生的热效应对机床加工精度的影响日益凸显.XH714B高速立式加工中心在高速加工过程中会出现主轴轴线热偏转现象,机床行业俗称为“闷头”,影响了机械加工表面的完整性,降低了粗糙度.主轴箱作为加工中心的重要热源,为了解决立式加工中心出现“闷头”现象的主要原因,对主轴箱的热态分析就显得尤为重要,采用有限元方法建立了XH714B高速立式加工中心主轴箱热态特性分析模型,分析计算了主轴箱在额定转速下的稳态热特性.与传统观点“滚动轴承为主轴主要热源”不同,提出主轴电动机的热损耗是导致机床主轴轴线在y-z平面内发生偏转的主要原因.     

基于有限元分析方法的高速电主轴热态特性研究

介绍了高速电主轴的特点,分析了高速电主轴单元的热变形机理与散热机制。建立了某型高速电主轴热态特性有限元分析模型,利用ANSYS进行了稳态／瞬态温度场及热-结构耦合场分析,并利用分布加载瞬态热分析模拟了机床一天中的实际工作情况,得到了电主轴的温度场变化情况,为有效控制电主轴的温升提供了理论依据。在分析结果的基础上,提出了改善电主轴热态特性的措施,为电主轴冷却结构设计提供了参考。     

基于数字孪生的电主轴热特性研究

为提高热特性有限元分析精度,提出了基于数字孪生的电主轴热特性分析方法。搭建基于IoT数据采集系统的电主轴热特性数字孪生物理空间,设计开发基于Java、ANSYS、MATLAB联合编程的热特性数字孪生系统,提出了基于关键测温点温度的热边界条件修正模型,实现了物理空间与虚拟空间的数据映射及热特性数字孪生。实验结果表明,热特性数字孪生体的温度精度达98%,热变形精度达95%,有效提高了热特性有限元分析精度。     

高速电主轴球轴承——转子系统动力学性能分析

结合高速电主轴的结构特征,论述了球轴承支承的高速电主轴转子系统动力学性能的基本规律和一般特点,在分析角接触球轴承高速时动刚度的基础上,应用有限元法,建立了高速电主轴球轴承———转子系统动力学的分析模型和数值计算方法,并结合具体算例,分析了有关球轴承内部结构、外部工况条件以及转子系统结构等方面的参数对电主轴转子系统动力学性能的影响,并得出相关结论。     

高速齿轮箱稳态热分析综述

高速齿轮箱因工况特性而产生较多的热量,造成的高温尤其是局部高温会使润滑环境恶劣,齿轮的接触和抗胶合强度降低,加速润滑油的老化。先结合国内外现有成果对系统的产热、传热机理和边界条件确定进行介绍,而后针对目前应用较为广泛的热网络法、有限元仿真、试验测试等进行简述。