多參量耦合的電主軸熱特性建模及分析
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【摘要】:為了深入研究電主軸熱特性,通過分析軸承非線性力學(xué)特性與熱效應(yīng)間的耦合作用機(jī)制,建立了綜合考慮熱誘導(dǎo)預(yù)緊力和黏溫效應(yīng)的軸承動(dòng)態(tài)生熱計(jì)算模型;在引入接觸熱阻的基礎(chǔ)上,基于系統(tǒng)內(nèi)部多參量耦合關(guān)系,建立了電主軸熱-結(jié)構(gòu)耦合計(jì)算方法。以某型號(hào)電主軸為試驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了溫升及熱變形試驗(yàn),利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所建模型和分析方法進(jìn)行了驗(yàn)證。最后,采用所建模型,對(duì)電主軸進(jìn)行了熱特性分析,結(jié)果表明:不同工況下電主軸仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合度良好,所建模型和分析方法進(jìn)一步提高了仿真計(jì)算精度;電主軸溫度場(chǎng)分布表現(xiàn)為外冷內(nèi)熱;軸芯熱積聚導(dǎo)致的電主軸軸向熱伸長(zhǎng)是影響加工精度的主要因素;受到配合方式和裝配位置的影響,軸承在溫升過程中預(yù)緊力不斷減小。
【作者單位】: 西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】: 熱誘導(dǎo)預(yù)緊力 黏溫效應(yīng) 熱-結(jié)構(gòu)耦合計(jì)算 熱伸長(zhǎng)
【基金】:國(guó)家機(jī)床重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2014ZX04001191)
【分類號(hào)】:TG502.3
【正文快照】: 電主軸是現(xiàn)代高速、高精度數(shù)控機(jī)床的核心功能部件,其性能直接決定加工精度與效率。隨著電主軸零部件設(shè)計(jì)、制造和裝配等技術(shù)的不斷進(jìn)步,諸如幾何裝配、刀具磨損及伺服控制等引起的誤差所占比例逐漸減小,而在高速、高精度極端加工條件下,電主軸熱變形導(dǎo)致的加工誤差則日益凸顯
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