電主軸作為數(shù)控機(jī)床加工的核心部件之一,是先進(jìn)制造技術(shù)的載體,其各項工作性能的好壞將直接影響著數(shù)控機(jī)床甚至整個制造業(yè)的發(fā)展。為保證電主軸在實際工況下正常運(yùn)行和被加工產(chǎn)品加工質(zhì)量,電主軸運(yùn)行過程中所表現(xiàn)出來的動力學(xué)特性受到廣泛的關(guān)注。本文以電主軸轉(zhuǎn)子-滾動軸承系統(tǒng)為研究對象,以電主軸動力學(xué)分析和主軸故障機(jī)理為研究理論基礎(chǔ),研究電主軸轉(zhuǎn)子-滾動軸承系統(tǒng)不對中、不平衡和碰摩單一及耦合故障情況下的動力學(xué)特性為目標(biāo)。首先,本文對電主軸的基本結(jié)構(gòu)、電主軸系統(tǒng)原理及電主軸故障機(jī)理等內(nèi)容進(jìn)行介紹,分析易產(chǎn)生故障的部位、種類和形式。并介紹了 AIC9916FS設(shè)備故障模擬診斷分析系統(tǒng),為建立仿真模型,實現(xiàn)主軸故障動力學(xué)分析打下基礎(chǔ)。其次,使用有限元方法和Riccati傳遞矩陣法對電主軸系統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)建模及振動響應(yīng)分析,同時依據(jù)現(xiàn)有實驗條件對電主軸在實際運(yùn)行狀態(tài)下的動力學(xué)振動信號進(jìn)行采集,然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并和仿真結(jié)果進(jìn)行比較,得到了電主軸系統(tǒng)在實際運(yùn)行狀態(tài)下的動力學(xué)特性,并驗證了所建模型的正確性,同時為后續(xù)電主軸故障動力學(xué)行為分析打下基礎(chǔ)。然后,根據(jù)以上所做的工作,研究電主軸轉(zhuǎn)子-滾動軸承系統(tǒng)在不對中、... 

【文章來源】：沈陽建筑大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１本文研究內(nèi)容框架圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｆｒａｍｅ??

第二章電主軸的基本原理及振動信號處理?碩士研宂生學(xué)位論文??２?３?４?５?６?７??＼?＼?＼?．．．．．．．．．．．＼＼Ｌ??＾ｐ＾－Ｕｒ＾ｙ／／／／／／／／Ａ￣）?ｋ???——＾???？署??叢！丨￣｛ＣＪｆ／ｊＡｙ／／／ｙ／／Ａ－Ｊ）＾ｈ丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨丨—ｇ－??／?／??Ｉ?１０?９?８??１．主軸２．前軸承３．定子４．冷卻水套５．殼體６．出水管７．進(jìn)氣管８．后軸承９．進(jìn)水管】０．轉(zhuǎn)子??圖２．１電主軸基本結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｂａｓｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ?ｓｐｉｎｄｌｅ??在電主軸的基本結(jié)構(gòu)中，其中軸承是比較重要的一個部件，在實際情況下軸承會受??到徑向載荷、軸向載荷、工作轉(zhuǎn)速、密封條件以及潤滑方式和潤滑效果的影響，而且在??不一樣的條件下，所表現(xiàn)出來的性能是不一樣的；現(xiàn)階段使用最多的軸承主要有以下幾??種：深溝球軸承、角接觸球軸承、圓柱滾子軸承、調(diào)心滾子軸承以及滾針軸承等。由于??本課題研宄的電主軸是在高轉(zhuǎn)速、高精度以及同時承受軸向載荷和徑向載荷的工況條件??下工作的。綜上所述，綜合考慮軸承的工作條件和軸承的工作特點，本課題電主軸系統(tǒng)??使用的軸承是角接觸球軸承，角接觸球軸承和其他軸承相比較具有轉(zhuǎn)速高、精度高、噪??聲和振動較小和可同時承受徑向載荷和軸向載荷的優(yōu)點，完全滿足電主軸系統(tǒng)的實際工??作要求，下圖２．２展示了角接觸球軸承的結(jié)構(gòu)圖和實體圖。??一夕卜圈??？?＇一一接觸角??ｖｙｐ??（ａ）實體圖?（ｂ）結(jié)構(gòu)示意圖??（ａ）?Ｅｎｔｉｔｙ?ｍａｐ?（ｂ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??圖２．２電主軸角接觸球軸承??Ｆｉ

減小摩擦的作用；第二能夠??起到散熱的作用，在運(yùn)轉(zhuǎn)時能夠通過油氣的流動帶走一部分熱量；第三就是能夠輸送電??主軸在運(yùn)行時所產(chǎn)生的廢氣和廢料，這樣就不至于讓廢料在軸承出堆積，從而影響電主??軸的運(yùn)行。油氣潤滑雖然有多優(yōu)點，但是在實際使用的時候我們依然要注意很多事項，??比如油氣進(jìn)入電主軸的量太少，起不到潤滑的作用；油量太多的話，不但起不到潤滑的??作用，反而會因為油膜阻力產(chǎn)生大量的熱，這樣的話會嚴(yán)重的影響電主軸的生產(chǎn)效率和??使用時間，因此在使用過程中嚴(yán)格的控制油氣的多少非常關(guān)鍵，如下圖２．３所示是本課??題使用的油氣潤滑控制系統(tǒng)。??＿??圖２．３電主軸油氣潤滑控制系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?２．３?Ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ?ｓｐｉｎｄｌｅ?ｏｉｌ?ａｎｄ?ｇａｓ?ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ??現(xiàn)階段對電主軸：丨：作性能影響較大的主要冇３個方面，分別是ｉｌｉ?ｉ軸系統(tǒng)的溫升、??電主軸振動以及預(yù)緊力，而這３大方面也是現(xiàn)在的主要研宂方向，同時也是電：彳：軸工作??的基本原理。具體展開來說就是外界的不平衡和外加載荷會引起電：七軸系統(tǒng)的振動，振??動Ｍ過大會導(dǎo)致電主軸系統(tǒng)的溫度升高，而當(dāng)振動Ｍ過大就會：彳：動的對電：丨：軸進(jìn)行振動??抑制；同樣的３溫度達(dá)到電主軸系統(tǒng)的預(yù)瞥值的時候，也會進(jìn)行預(yù)瞀和使）丨〗冷卻系統(tǒng)進(jìn)??行降溫處理，但是在抑制振動和降溫的過程中首先會對電：彳軸的Ｉ．作性能產(chǎn)牛．影響，進(jìn)??ｉｆｕ會影響電：４＿：軸系統(tǒng)的精度和被加工產(chǎn)品的質(zhì)量和：丨：藝，同時隨希軸承溢度過商，電屮．??軸會發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象，也就是發(fā)生熱變形，緊接著就會對軸承的預(yù)緊力產(chǎn)屮影響，??而預(yù)緊力的變化反過來會影響電主軸的振動和溫升。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于改進(jìn)的瞬態(tài)傳遞矩陣法的風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子建模與分析[J]. 李建華,毛文貴,王高升.  湖南工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[2]響應(yīng)面法在主軸模態(tài)可靠性分析中的應(yīng)用[J]. 閆如忠,梁凱.  機(jī)械設(shè)計與制造. 2018(S2)
[3]基于多體系統(tǒng)傳遞矩陣法的四旋翼飛行器振動建模[J]. 范肖肖,賀嘉璠,戚國慶,李銀伢,盛安冬.  電子設(shè)計工程. 2018(16)
[4]具有不對中故障的轉(zhuǎn)子-滑動軸承系統(tǒng)動力學(xué)特性研究[J]. 何振鵬,徐唐進(jìn),劉佳航,王偉韜,錢俊澤,謝海超,杜超平,朱志琪,王雅文.  潤滑與密封. 2018(08)
[5]基于ANSYS的電主軸模態(tài)分析[J]. 黃維,陳武科,蘇曉偉,鄭虎,邢川.  內(nèi)燃機(jī)與配件. 2018(13)
[6]超高速空氣電主軸動態(tài)特性的有限元分析[J]. 吳東,朱軍帥,黃澤中,王翔毅,龔怡強(qiáng).  現(xiàn)代機(jī)械. 2018(02)
[7]基于Riccati傳遞矩陣法的線性樹形多體系統(tǒng)特征值求解[J]. 顧俊杰,芮筱亭,張建書,陳剛利.  南京理工大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[8]基于蒙特卡羅方法的機(jī)床主軸可靠性預(yù)測[J]. 劉智鍵,劉寶林,胡遠(yuǎn)彪.  組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2018(02)
[9]轉(zhuǎn)子-滑動軸承系統(tǒng)支承松動-碰摩故障動力學(xué)行為及評估方法[J]. 蔣勉,伍濟(jì)鋼,彭鑫勝,賓光富.  動力學(xué)與控制學(xué)報. 2017(06)
[10]計及刀具影響的高速電主軸系統(tǒng)動力學(xué)特性研究[J]. 單文桃,陳小安.  儀器儀表學(xué)報. 2017(12)

博士論文
[1]高速電主軸動力學(xué)建模及振動特性研究[D]. 黃偉迪.浙江大學(xué) 2018
[2]水潤滑軸承電主軸轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性分析[D]. 馮慧慧.東南大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于蒙特卡洛法的卸胎機(jī)械手的可靠性分析[D]. 劉瑞.青島科技大學(xué) 2017
[2]基于電主軸可靠性試驗臺的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不對中研究[D]. 王松.吉林大學(xué) 2016
[3]轉(zhuǎn)子—滾動軸承耦合系統(tǒng)碰摩故障動力學(xué)分析與智能診斷[D]. 李飛敏.南京航空航天大學(xué) 2008
[4]基于轉(zhuǎn)子—軸承耦合系統(tǒng)的耦合故障機(jī)理分析及智能診斷[D]. 侯佑平.南京航空航天大學(xué) 2007



本文編號：3528560