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.     

高速铣床主轴系统的特性与分析

高速铣削加工在高速切削加工中扮演着最重要的角色，而高速铣床所选用的主轴系统特性的优劣，又直接影响着高速铣削加工的质量。介绍了高速电主轴、高速磁力轴承主轴这两种高速铣床主轴的结构和特性，并对其特性及存在问题进行分析。     

高速电主轴的刚度问题

分析了影响电主轴静态运行刚度的最重要的因素,并借助于有限元法计算了主轴的轴承结构、轴承型式、轴承预紧和轴承的发热以及主轴端的温度场等对电主轴运行刚度的影响。     

高速铣床主轴和进给系统特性与分析

介绍了高速电主轴、高速磁力轴承主轴和高速进给系统的结构和特性，并对它们的特性进行分析。     

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.     

主轴系统对高速加工精度的影响因素分析

任何事物都在一个极限范围内发生变化，一旦超出这一极限，将会发生质的飞跃，原来存在的小问题，就会变成极其严重的大问题。主轴转速对主轴高速加工精度的影响就是如此。现在数控机床的主轴转速已从过去的3000r／min提高到了8000r／min，有些采用电主轴的高速机床其主轴转速更是高达60000～100000r／min。     

磁性轴承及其在高速电主轴中的应用

磁性轴承是电磁轴承之一种 ,它是利用磁场力使轴悬浮 ,实现非接触支承。这种轴承基本上没有摩擦、磨损 ,可以实现超高速旋转 ,振动、噪声也非常小。由于不使用润滑剂 ,所以很适合在特殊环境中使用。随着科学技术的发展 ,磁性轴承的应用范围将会越来越广泛。磁性轴承按支承的方式来分 ,有径向、轴向、内旋转和外旋转支承等 ;按控制方式分有直流控制、交流控制、超导体控制和永久磁铁控制。目前采用直流控制、吸引力型磁性轴承。而且 ,磁性轴承与其它普通轴承的混合在发展中。磁滚动混合轴承、磁气混合轴承相继被开发出来 ,磁动压、磁动静压轴…     

高速机床主轴支承系统轴承配置分析

介绍了高速机床主轴支承系统的典型结构和主要配置形式，阐述了机床主轴轴承的结构特点和选择原则，比较分析了几种主轴支承系统常用配置的高速性能，旋转精度、刚度和寿命等性能特点。     

高速主轴过盈联结特性研究

高速主轴是高速切削技术的核心部件，其与电动机转子间的过盈量的大小是影响主轴的几何精度、运动精度、加工精度的关键因素。高速主轴与转子间的联结特性不仅受到初始装配公差的影响．还受到离心力的影响，且随着转速的提高。离心力的影响也越来越大。因此．设计过盈联结时．必须综合考虑接触应力、扭矩和转速对联结特性的影响。文章研究了高速主轴过盈联结的特性，分别推导出了高速主轴在静态和动态条件下过盈量和接触应力的理论公式。上述公式的推导有助于高速主轴过盈联结的设计。提高主轴的运动特性和加工特性。     

基于球轴承刚度计算的电主轴结构分析与优化

电主轴的结构,动态特性对数控机床的加工效率和精度的影响很大。对角接触球轴承电主轴单元进行了静刚度分析,在有限元软件ANSYS中建立了电主轴球轴承-转子系统的参数化有限元模型,并以提高电主轴的静刚度为优化目标,对电主轴的支承跨距和电机的安装位置进行了优化分析及计算,并对优化前后的电主轴系统进行了模态分析,对比其前三阶频率及振型的变化,得出了相关结论。     

高速主轴轴承的油气润滑系统分析

为了满足主轴的高速化,主轴轴承的润滑方式直接影响着主轴转速的提高,对各种润滑方式、油量与轴承温升及磨擦损失之间的关系进行比较,并对目前使用较广泛的油气润滑系统进行了分析.     

精密数控车床电主轴-轴承-转子系统动态性能计算分析

建立了SH-32精密车床电主轴—轴承—转子系统的三维物理模型,考虑组合方式对轴承刚度的影响,采用数值计算结合有限元分析方法,分析了电主轴-转子系统自由状态以及约束状态时的模态,研究了不同支撑刚度组合以及主轴结构对系统动态性能的影响。为精密机床与电主轴的相关设计提供理论及有限元基础。     

精密机床主轴轴承振动的测量

着重介绍了在BVT-6仪器上测量精密机床主轴轴承振动的方法。通过对测量心轴结构的改进,保证了精密机床主轴轴承振动的测量,为该轴承的质量评价提供了可靠依据。     

高速加工机床主轴支承系统的研究

介绍高速加工机床用电主轴的特性及应用现状,分析加工机床电主轴系统的理想结构、陶瓷球轴承、电磁浮轴承、液体动静压轴承的特性及其在高速主轴单元中的应用,并以高速数控随动曲轴磨床的主轴支承系统设计为例,说明如何选用设计合适的高速加工机床主轴支承系统。     

接触热阻对机床主轴系统热分析的影响

通过ANSYS软件对机床主轴系统进行热分析,对比了有、无接触热阻边界条件对分析结果的影响。结果表明,接触热阻对机床主轴系统热分析的影响很大,在机床主轴系统热分析时不能忽略。     

Thermal influence of the Couette flow in a hydrostatic spindle on the machining precision

Hydrostatic spindles are increasingly used in precision machine tools. Thermal error is the key factor affecting the machining accuracy of the spindle, and research has focused on spindle thermal errors through examination of the influence of the temperature distribution, thermal deformation and spindle mode. However, seldom has any research investigated the thermal effects of the associated Couette flow. To study the heat transfer mechanism in spindle systems, the criterion of the heat transfer direction according to the temperature distribution of the Couette flow at different temperatures is deduced. The method is able to deal accurately with the significant phenomena occurring at every place where thermal energy flowed in such a spindle system. The variation of the motion error induced by thermal effects on a machine work-table during machining is predicated by establishing the thermo-mechanical error model of the hydrostatic spindle for a high precision machine tool. The flow state and thermal behavior of a hydrostatic spindle is analyzed with the evaluated heat power and the coefficients of the convective heat transfer over outer surface of the spindle are calculated, and the thermal influence on the oil film stiffness is evaluated. Thermal drift of the spindle nose is measured with an inductance micrometer, the thermal deformation data 1.35 μm after running for 4 h is consistent with the value predicted by the finite element analysis's simulated result 1.28 μm, and this demonstrates that the simulation method is feasible. The thermal effects on the processing accuracy from the flow characteristics of the fluid inside the spindle are analyzed for the first time.     

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。     

精密离心机静压气体轴承主轴系统的动力学特性分析

精密离心机静压气体轴承主轴系统的动力学特性分析是保障其标定加速度仪精度的重要研究课题。通过在 小孔节流静压气体轴承的雷诺方程式中加入节流孔的流量项,使计算得以简化;采用了泛函求极值法将二阶偏微 分方程离散化,用有限元法进行了承载能力和刚度的数值求解。把描述静压气体轴承工作的偏微分方程式(雷诺 方程)与建立的静压气体轴承主轴系统的动力学数学模型合并直接数值求解,提高了计算精度和可靠性。     

涡轮增压器高速混合陶瓷球轴承发热及其效率研究

建立了高速混合陶瓷球轴承和滑动轴承的发热计算模型,对发热量进行计算,分析了混合陶瓷球轴承发热的影响因素.对使用混合陶瓷球轴承和滑动轴承的涡轮增压器总效率进行对比试验,结果表明,使用混合陶瓷球轴承的涡轮增压器的总效率和极限转速均有显著提高.