高速电主轴运行状态评价指标体系的建立与分析

高速电主轴单元作为高精密机床的核心功能部件,其运行状态直接影响机床的加工性能,掌握高速主轴单元的实时运行情况对于提高数控机床的加工效率、合理安排设备维护和延长设备使用寿命都具有非常重要的实际意义。通过建立层次型的评价指标体系,对电主轴运行状态影响因素指标进行模型简化。采用层次分析法确定各个影响指标的权重,来表征不同因素对电主轴状态的影响程度,最后结合综合指数对电主轴运行状态进行量化评价。以100MD60Y4型电主轴为例进行实验验证,获取综合评价指数,可以实现对运行状态的等级划分,通过监测影响因素的评价指数能够对运行状态劣化原因进行追溯,为合理安排检修和缩短维护时间提供了理论支持,证明了电主轴运行状态评价指标模型的有效性和可行性。     

由启动时间来确定中频电主轴启动转矩的方法

本文从限制电主轴启动时间出发,给出了按照转动惯量来确定电主轴启动转矩的方法。此法可以予测电主轴启动性能的优劣,是确保电主轴启动性能的行之有效的办法。附表1个。     

高速大功率电主轴输出功率测定方法的探讨

本文提出了一种测定高速大功率电主轴输出功率的新方法——对拖法,即两只完全相同的电主轴用弹性联轴节对接,安装于一弹性夹持座内,一只电主轴作电动机运行,另一只作电容励磁发电机运行。这种测定方法具有安全、可靠、振动小和噪音低的特点。文中介绍了试验装置和试验方法。     

高速电主轴驱动系统性能评价研究

数控机床是当前加工制造的基础,高速电主轴驱动系统为机床提供动力。为满足当前高速电主轴高速、高精度、高可靠性发展需求,对驱动系统进行健康监测是必要的。本文针对驱动系统的隐含退化特性,提出隐含退化量性能指标评价方法。运用参数辨识方法提取系统的特征值,结合距离分析方法建立性能评价指标。通过高速电主轴实验平台验证本文方法可靠性。     

位移传感器在磁悬浮电主轴中安装结构的改进

位移传感器在径向的安装结构是否合理,直接影响磁悬浮电主轴的控制精度。探讨了位移传感器在磁悬浮电主轴中几种不同的安装方式,并设计了一种新的安装结构。实验证明:该结构设计合理、工作可靠。     

电主轴调速负载特性测试装置及方法

为了实现高速电主轴调速负载特性测试,准确获取高速电主轴功率-转矩-转速三者之间的关系,搭建了一种基于电力测功机的电主轴调速负载特性测试系统,开展了电主轴稳定可靠运行下的机械特性和负载特性研究,通过研究电主轴负载在额定功率范围内的负载点选取及在不同测试频率下的测试模式,确定了电主轴调速负载特性测试参数,建立了包括负载调节、转速调节、数据采集和数据处理与分析方法等具体规定的电主轴测试规范。通过实例验证了电主轴调速负载特性测试系统及方法的适宜性和准确性。     

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。     

高速精密电主轴的研制

本文介绍了电主轴单元的工作原理及结构特点,探讨了电主轴设计与生产的关键技术,对电主轴散件装配的工艺进行研究,为工厂在设计电主轴并进行装配提供依据及切实可行的工艺规程。     

并联机床电主轴干涉校验

具有空间复杂曲面加工能力的六轴联动的并联机床 ,动平台倾斜角一般应在左右 ,甚至更大。在动平台中心安装上电主轴后 ,由于动平台倾斜角的原因 ,在并联机床理论工作空间内 ,电主轴与 6根变长驱动杆之间可能会发生干涉 ,而且电主轴尺寸的不同 ,干涉发生范围也不同。本文讨论了电主轴与 6根驱动杆之间干涉计算问题 ,给出了干涉校验计算方法和公式 ,并用MATL AB5 .2软件设计了运行程序 ,这对已制造的并联机床 ,可作干涉校验 ,确定工作空间内电主轴的结构尺寸 ,或根据新的电主轴尺寸重新确定机床工作空间 ;对新的设计 ,先选定电主轴后 ,其尺寸参数 ,可作为干涉约束条件 ,可计算得到无电主轴干涉的并联机床设计参数     

机床高速电主轴的原理与应用

本文介绍了高速电主轴的工作原理和基本结构,同时着重介绍了高速电主轴的轴承,最后分析了高速电主轴的驱动和冷却润滑方式．综述其应用及发展前景。     

高速电主轴系统的在线动平衡及其仿真研究

动平衡技术是高速电主轴的关键技术之一.在这项研究中,基于电动机工作原理的电磁式间接在线动平衡头和基于影响系数法动平衡控制的电磁式混合在线动平衡头都是简单可靠并适用于高速电主轴系统的结构.结合二者优点进行优化设计,实现对HCl20cg-22000/6电主轴的"实时节能"的在线动平衡补偿.通过Pro/E建模和Adams仿真分析,结果证明此设计方案能够使平衡后主轴达到高速电主轴平衡品质标准.     

高速电主轴振动控制技术研究

高速电主轴作为高速机床的关键功能部件,其振动性能直接影响机床的无故障工作时间(MTBF),决定机床的加工精度及使用寿命,现已成为机床行业重点研究内容。通过对高速电主轴结构的阐述,介绍了影响电主轴振动的主要因素以及国内外的研究现状,并对电主轴振动控制技术研究方向进行了展望。     

电主轴在机可靠性试验和评估方法研究

电主轴因可靠性水平相对较高,在进行可靠性试验时通常面临试验时间长、试验期间无故障出现、样本数量少等问题。针对以上问题,提出一种电主轴在机可靠性试验和评估方法,基于对电主轴失效原理的研究,选取四个可以反映电主轴退化的特征量,实时采集试验过程中的电主轴性能退化数据,通过算法和性能退化数据对电主轴进行状态评估。利用韦布尔分布对同类型电主轴的可靠性进行评估,得到电主轴平均故障间隔时间的点估计,验证所提出的在机电主轴可靠性试验和评估方法的有效性。     

电主轴的结构设计与应用

本文介绍了车床电主轴的工作原理及其典型结构，并以新研制的CH6145A车削加工中心所采用的电主轴为例分析了电主轴设计中存在的一些问题，并研究了电主轴设计安装过程中的一些关键技术。     

高速铣削电主轴可靠性试验载荷谱的研究

研究了铣削电主轴可靠性试验载荷谱的编制方法,调研和收集了国产170XD30铣削电主轴典型铣削工艺和数据。通过对相关切削数据的分析和计算,整理出了该电主轴载荷谱的样本数据,绘制了铣削电主轴载荷的相对铣削时间分布点图和累计相对铣削时间分布点图,初定总体分布模型并进行了参数估计。运用K-S检验法进行分布拟合检验,建立了国产170XD30铣削电主轴载荷谱的分布模型和五级试验加载谱。     

液静压电主轴试验小结

采用液静压轴承代替原来电主轴中的滚动轴承,具有回转精度高,刚性大,寿命长,抗振性好等优点,该厂S-DZ18～24液静压电主轴经过生产试验表明,对于提高生产效率,改善产品质量,缩短维修时间,延长电主轴的使用寿命都有明显效果。本文介绍了液静压电主轴的结构特点及主要参数、磨削效果等。     

高速铣削机床电主轴综合监测系统研制

介绍了高速铣削机床电主轴的使用现状,分析了影响电主轴工作效率的各种因素,总结了电主轴综合监测系统的功能需求,设计了相应的硬件系统,给出了硬件结构框图及主要模块的设计电路.根据硬件系统,阐述了下位机控制软件的结构及工作原理,设计了软件流程图,分析了上位机监测软件的功能,给出了上位机监测软件的工作界面.     

基于马氏距离与组距估计的复杂系统健康评估

为充分了解复杂系统在工作过程中的健康状态,保证系统安全的运行,依据健康监测参数对系统进行实时健康评估是非常必要的。针对系统健康状态的综合评估问题,提出一种基于距离度量来构建系统健康指数的复杂系统健康评估方法。通过监测多个性能参数的时间序列,利用距离度量来降维,转化为单一的数据来评判系统的健康状态;然后,为了更好地去除时间序列中的扰动,对数据的分布进行研究,以马氏距离与直方图法相结合的办法构建出系统健康指数;最后通过NASA提供的PHM08数据,对所给出的航空发动机的主要监测数据进行健康评估,其结果表明该方法能对复杂系统进行有效的综合健康评估。     

电主轴的安装对其动态精度的影响

电主轴前、后端的动态精度对工件表面的加工质量和精度很重要,本文主要研究了电主轴的安装对其动态精度的影响。实验中采集了电主轴前、后端的振动信号,并对其频谱图加以分析,找出了影响电主轴前、后端振动的主要因素,通过实验研究提出了电主轴尾部安装的方法,实验表明:电主轴前、后端振动加速度幅值较小,振动平稳。验证了改进的安装方法是正确的,保证了电主轴的动态精度。     

基于性能退化的小子样电主轴可靠性试验研究

针对高速电主轴可靠性研究存在的问题,探讨了小子样电主轴性能退化可靠性试验方法,完成了两根170MD18Y16型电主轴的退化试验;依据选定的性能退化特征量和截尾时间,检测了主轴轴端径向跳动量,据此建立试样电主轴退化模型,分析其失效寿命;基于跳动量测试数据和Weibull分布函数,应用修正极大似然函数分析分布参数,得到170MD18Y16型电主轴特征寿命,并确定其寿命分布模型。电主轴寿命理论值与实际使用值基本一致,表明小子样电主轴性能退化试验方法合理,建立的退化模型较准确地反映了电主轴性能退化轨迹,且寿命分布模型分析方法有效。