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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

非均匀预紧力对主轴系统回转性能的影响研究

为研究非均匀预紧力对轴承-主轴系统回转性能的影响,通过对轴承-主轴试验台施加可控预紧力,检测主轴轴心回转轨迹,并采用最小二乘圆法评定轴心轨迹,研究不同的转速及工况下轴承的非均匀预紧力对主轴轴心轨迹半径的影响。研究结果表明：即使在空载情况下,轴承外圈不同施力点导致的非均匀预紧会对轴心轨迹产生不同的影响;在径向载荷下,合适的非均匀预紧会逐渐改善主轴的回转性能。     

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。     

大功率高速电主轴结构的创新设计

介绍了作者单位研制的一种高速大功率电主轴的结构.其中的创新点有铬锰弹簧钢转子内套的注油孔和环形内槽,方便了机床主轴和电动机转子的拆卸.另外在后轴档的轴承支承座外圈加一滚套的设计,解决了因主轴热变形导致的轴承预紧力过大的问题.     

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。     

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。     

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。     

最不利工况下大型数控机床主轴的强度计算

本文根据某大型数控机床主轴不等截面及主轴工作时轴承支座产生小弹性变形的特征建立主轴计算模型，并以超静定法及强度理论计算及校验最不利工况下机床主轴的强度。本文介绍的计算方法对同类机床主轴的设计、强度及刚度校验具有实际参考价值。     

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。     

精密机床主轴弹簧夹头夹紧力计算方法研究

研究精密机床主轴弹簧夹头夹紧力计算方法,建立了弹簧夹头夹紧力的可靠性分析模型,并对某精密机床主轴弹簧夹头夹紧力可靠度进行了计算;建立了整个弹簧夹头夹紧机构的非线性有限元模型,通过与理论计算结果的对比验证了有限元模型的准确性;通过有限元分析得到了弹簧夹头夹紧状态下夹紧面接触变形规律,为精密机床主轴弹簧夹头的设计及性能分析提供了方法和依据。     

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.     

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.     

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。     

数控车床保证极限切宽问题的探讨

数控车床切削时的极限切宽 ,即机床不产生切削颤振的最大切削宽度 ,在性能试验时 ,有时达不到要求(达不到标准规定的最低水平Ｃ级 ,参见ＪＢ/Ｔ4 36 8 4- 96数控卧式车床性能试验规范附则中的规定 )。换言之 ,切宽还没达到最低要求就产生切削颤振 ,出现了明显的振纹和颤振声音。如何改变这一现象以保证极限切宽的合格 ,如下问题仅供参考。1 主轴轴承的预紧量十分关键 ,预紧量不够很容易产生切削颤振 ,预紧量必须合适。轴承的选用也很重要 ,如有的机床选用了轻预紧的成组角接触轴承 ,往往经不住“吃刀”便产生颤振 ,而选用中预紧的同样的轴承…     

镗铣加工中心主轴热特性分析

应用有限元方法对卧式镗铣加工中心主轴进行建模,通过对主轴模型导热系数等参数的计算、热边界条件的确定,以及机床主轴轴承在不同转速下发热功率的计算结果,运用ANSYS Workbench对模型进行网格划分,并对其进行了热特性分析。结果表明:3号轴承发热量较大,对主轴温度场分布有着较大的影响,在机床主轴设计过程中,可以考虑通过改善冷却条件、热误差补偿等手段对主轴进行温度控制,以减小对机床加工精度的影响;轴承的发热量随着主轴转速的提高而提高,系统的热平衡温度也随之提高,达到热平衡所需时间也变长。分析结果为机床主轴的设计以及结构优化提供参考。     

高速切削机床主轴轴承的研究与发展

基于高速切削中高速机床主轴用轴承的运动机理，本文着重从润滑、密封、预紧等方面阐述了滚动轴承的研究与发展，并明确了其与工程应用的关系。