应用有限元方法对高速电主轴的优化设计

介绍了高速电主轴的结构特点，应用有限元分析软件ANSYS以刚度为目标对高速电主轴进行了优化设计，并对优化后的结构进行了热态校核。     

高速电主轴热态性能有限元分析

以数控高速加工中心电主轴为研究对象,采用Solidworks软件建立了电主轴的三维模型,应用有限元分析软件Abaqus对电主轴模型进行了热态分析,绘制了电主轴的稳态温度场分布图,并求出电主轴在不同转速下的温度值.为电主轴冷却系统的设计提供了依据.     

我校获第十六届中国国际工业博览会多个奖项

<正>为期五天的第16届中国国际工业博览会于2014年11月8日在上海新国际博览中心落下帷幕,我校圆满完成本届工博会的各项参展工作,取得较好的参展效果和良好的社会反响。经组委会组织评审专家严格评选,我校工学部参展的"高速大功率凑型电主轴"项目荣获本届工博会高校展区优秀展品奖一等奖,学校荣获优秀组织奖,科研处曹佩清老师荣获先进个人奖。参展期间,宋宝儒、俞涛、胡晟、吴沛东、瞿志豪等校领导先后赴展会现场指导工作,我校参展项目引发了许多企业人士及专业观众的浓厚兴趣,并获得较高评价。     

数控机床电主轴单元热-结构特性动态分析

分析了高速电主轴单元热变形机理与散热机制,对主轴单元热态特性要求进行了描述,利用AN-SYS对高速电主轴进行了热-结构耦合分析。通过改变电主轴有限元模型中的边界条件,对不同转速、润滑方式、冷却结构设计、内装式电机选择条件下电主轴热-结构特性进行了对比分析。根据分析结果,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。     

电主轴冷却系统设计与仿真优化

为解决电主轴因内部温度场复杂而造成冷却效果差的问题,设计了一种用于电主轴冷却的水冷机系统。根据电主轴热特性分析结果,提出了水冷机冷却方案,计算了相关的传热参数,并建立了电主轴温度-流速控制模型。然后,利用ANSYS Fluent软件对电主轴进行了流体冷却有限元仿真,并通过电主轴冷却实验对仿真结果进行了验证。通过对比仿真结果和实验结果可知,冷却后电主轴电机定子最高温度约下降了60%,转轴的形变量约降低了70%。结果表明：利用水冷机系统对电主轴进行冷却具有良好的冷却效果,这可为高精密机床主动热控制技术的研究提供一定的借鉴和参考。     

KD2570-E电主轴临界转速计算及振动分析

电主轴是高速数控机床的核心部件,机床加工过程中电主轴的跳动和振动直接影响到产品的加工精度和电主轴的寿命,故对电主轴的振动状态分析尤为重要。基于传递矩阵,用普劳尔迭代计算了KD2570-E电主轴临界转速,分析了机床工作过程中引发电主轴机械振动的主要原因,并提出了相应减小振动的对策。     

电主轴永磁同步电机的弱磁过程研究

车铣中心用的电主轴永磁同步电机(PMSM),要求在低速阶段具有C轴功能,能够实现恒转矩控制。在高速阶段电机以弱磁控制方式运转,此时电机工作在恒功率状态。本文首先建立同步电机的动态模型,分析了最大转矩/电流控制过渡到弱磁控制过程中定子电流的变化轨迹,进而设计弱磁控制算法,并提出高性能电流解耦调节器和电压补偿器改善控制性能。     

基于PMAC-PC的HIPSN陶瓷套圈高速内圆磨削

利用高速陶瓷电主轴单元、直线电动机等设计集成了一套基于PMAC-PC的高速精密数控磨床系统，并用来进行陶瓷套圈内圆表面的磨削实验研究。在磨削实验过程中对砂轮电主轴进行了振动测试和分析，分析了影响陶瓷套圈内圆表面磨削质量和磨削效率的主要因素，加工出了高精度HIPSN陶瓷零件。通过实验验证了本磨床系统的稳定性，利用该磨床系统能实现HIPSN陶瓷零件的高速精.     

气静压轴承及其在电主轴中的应用

介绍了气静压轴承的特性、基本结构型式以及国内外气静压轴承电主轴的应用状况。以实际应用的电主轴为例,剖析了气静压轴承电主轴的性能和基本结构特点。