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。     

高速角接触球轴承优化设计

运用球轴承拟静力学设计分析方法,引入“套圈滚道控制假说”,建立了高速角接触球轴承多目标函数的优化设计模型和优化算法,采用分层序列和目标综合的方法,开发了高速角接触球轴承优化设计和绘图软件,并获得了７１８、７１９、７（１）０、７（０）２四个系列共计１１３个型号轴承的优化主参数。     

高速角接触球轴承振动与套圈滚道表面波纹度的相关分析

本文在试验研究的基础上，分析了高速角接触球轴承振动与套圈滚道过表面波纹度的相关性，得出了套圈滚道表面波纹度对轴承振动影响的主次关系，为高速角接触球轴承降振提供了控制手段。附图6个，参考文献6篇。     

高速精密电主轴轴承的动态特性分析与试验

基于ANSYS分析方法,以支承高速精密电主轴磨床中的HP7005CTA角接触球轴承为研究对象,进行模态分析和谐响应分析。结果表明:增大电主轴支承轴承的刚度和改善电主轴整体结构的抗振性,均可用于提高电主轴动态特性;电主轴在激励频率附近振动幅值较大,而相比之下,在其他频率处振动幅度较小。     

基于Matlab的角接触球轴承动态接触特性分析

根据Hertz接触与滚道控制理论,对高速精密角接触球轴承进行了高速工况下的动态接触特性分析。利用Matlab编程,求解得到了高速精密角接触球轴承主要动态接触特性参数,为高速精密角接触球接触特性的有限元分析提供参考,为高速轴承的设计和应用提供了依据。     

预紧力对轴承接触状态及电主轴回转性能的影响

高速电主轴角接触球轴承的性能由转速、支承刚度、旋转精度和摩擦生热等因素决定,这些因素都直接关系到轴承在轴向预紧力作用下的接触特性。研究了轴承滚动体与滚道在轴向预紧力变化下的接触特性。提出了一种利用开尔文四线法测定轴承不同轴向预紧力下接触电阻的新方法。结果表明,随着轴承轴向预紧力的增大,接触电阻呈非线性减小。对于角接触球轴承,当轴向预紧力大于一定值时,接触电阻趋向平稳,形成"L"型曲线。进一步研究了轴向预紧力对背靠背角接触球轴承对作为大型电主轴一端支撑的旋转精度的影响。研究表明,轴承外圈径向跳动随着轴向预紧载荷的增大呈现"降-升-降"的波动趋势,反映了径向游隙变化以及背对背轴承对隔离挡圈平行度误差对轴承外圈姿态变化的综合影响。本研究为角接触球轴承作为小型电主轴和大型电主轴的支撑进行轴向预紧时预紧载荷的优化提供了技术支撑。     

高速电主轴动刚度的计算与测试方法

为了考察高速砂轮主轴在高速运转下的动态特性,构建了基于角接触球轴承的拟静力学数值模型的电主轴支撑刚度的计算方法,并设计了基于工作转速下的高速砂轮主轴动态支撑力、相对位移的动刚度测试方法,搭建了高速砂轮电主轴动刚度的测试平台。研究分析了高转速精密机床中使用的HCB71902-C-T-P4S高速角接触球轴承在不同预紧力下动刚度随转速变化的规律。在选择轻预紧11N下,实验测试结果与计算所得支撑刚度保持一致,当转速超过50 000r/min后径向动刚度趋于稳定在180N/μm左右。高速电主轴支撑刚度的变化规律研究为改善精密机床工作性能提供了重要的理论基础。     

高速电主轴用脂润滑轴承性能试验

以高速磨削电主轴用角接触陶瓷球轴承B7005C/HQ1P4为研究对象,分别在油雾润滑和脂润滑下对轴承进行高速性能试验,通过对比分析转速、载荷与温升的关系研究了脂润滑轴承的高速性能。结果表明,在循环水冷却的条件下,转速低于40 000 r/min或dmn值小于1.44×106mm.r/min时,高速电主轴可以使用脂润滑陶瓷球轴承。     

高速高温混合轴承热膨胀分析

陶瓷材料与轴承钢因线膨胀系数不一 ,这对高速高温混合角接触球轴承的设计应用构成重大技术障碍 ,以计算法分析了热膨胀差对混合轴承高速性、预紧方式及试验技术的影响并提出解决设想与对策