本文關(guān)鍵詞：高速高精度電主軸溫升預(yù)測模型　出處：《機(jī)械工程學(xué)報》2017年23期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：提出高速高精度電主軸溫升預(yù)測模型,將有限元模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相結(jié)合,精確預(yù)測不同工況下電主軸的溫度場。建立電主軸流場、溫度場有限元模型,分析冷卻系統(tǒng)及潤滑系統(tǒng)參數(shù)對電主軸溫度場的影響;考慮電主軸運(yùn)行速度、載荷,設(shè)計電主軸損耗測試方法,將測得的電主軸總損耗作為計算電動機(jī)、軸承生熱依據(jù);考慮冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)參數(shù)及環(huán)境條件對換熱系數(shù)的影響,采用最小二乘算法,基于電主軸表面溫度測試數(shù)據(jù),優(yōu)化電主軸換熱系數(shù),并將優(yōu)化后的換熱系數(shù)作為有限元模型的邊界條件。建立170SD30-SY電主軸溫升預(yù)測模型,將換熱系數(shù)優(yōu)化前后的溫度場仿真數(shù)據(jù)分別與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比。結(jié)果表明,換熱系數(shù)優(yōu)化后的溫升預(yù)測模型預(yù)測的精度提高了4.78%,提出的電主軸溫升預(yù)測模型有較高的預(yù)測精度。
[Abstract]:The temperature rise prediction model of high speed and high precision motorized spindle is proposed. The finite element model is combined with the test data to accurately predict the temperature field of the motorized spindle under different working conditions. The flow field and temperature field finite element model of the motorized spindle are established. The influence of cooling system and lubrication system parameters on the temperature field of motorized spindle is analyzed. Considering the running speed and load of the motorized spindle, the test method of the loss of the motorized spindle is designed, and the total loss of the motorized spindle is taken as the basis for calculating the heat generation of the motor and the bearing. Considering the influence of cooling system, lubrication system parameters and environmental conditions on heat transfer coefficient, the heat transfer coefficient of motorized spindle is optimized by using least square algorithm based on the surface temperature test data of motorized spindle. The optimized heat transfer coefficient is taken as the boundary condition of the finite element model, and the temperature rise prediction model of 170SD 30-SY motorized spindle is established. The simulation data of the temperature field before and after the optimization of the heat transfer coefficient are compared with the experimental data respectively. The results show that the prediction accuracy of the temperature rise prediction model after the optimization of the heat transfer coefficient is improved by 4.78%. The temperature rise prediction model of motorized spindle has high prediction accuracy.
【作者單位】： 沈陽建筑大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;沈陽建筑大學(xué)高檔石材數(shù)控加工裝備與技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51375317) 遼寧省自然科學(xué)基金(2015020122,2014020069) 國家(地方)聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室開放基金(SJSC-2015-6)資助項(xiàng)目
【分類號】：TG659
【正文快照】： 0前言* 電主軸單元是數(shù)控機(jī)床的心臟,是保證機(jī)床工 作精度的關(guān)鍵部件,其技術(shù)的高低、性能的優(yōu)劣以及單元的配套水平,都決定和影響著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展速度。而目前難以解決的問題是,電主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生大量的熱量,導(dǎo)致不均勻的主軸零件熱膨脹或刀具變形,影響電主軸的精

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