為了精確表征電主軸運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的熱態(tài)特性,綜合考慮熱誘導(dǎo)預(yù)緊力與黏溫效應(yīng)的影響,建立了新的軸承生熱動(dòng)態(tài)模型,在熱邊界條件引入接觸熱阻的基礎(chǔ)上,采用有限元方法得到主軸系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布,并分析了主要因素對(duì)電主軸熱態(tài)特性的影響。計(jì)算結(jié)果表明:接觸熱阻的存在使主軸系統(tǒng)整體溫度梯度增加,比沒(méi)有考慮接觸熱阻時(shí)的溫升高;溫升引起的熱變形,不僅生成了熱誘導(dǎo)預(yù)緊力而且增加了軸承的溫升;為了降低軸承產(chǎn)熱,低轉(zhuǎn)速下應(yīng)選用高粘度潤(rùn)滑油,低轉(zhuǎn)速下應(yīng)選用高粘度潤(rùn)滑油。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2020,(09)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

電主軸結(jié)構(gòu)示意圖

以上為計(jì)算電主軸生熱率的經(jīng)驗(yàn)公式，它忽略了電主軸單元運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后由于軸承摩擦發(fā)熱和電機(jī)發(fā)熱導(dǎo)致各零部件發(fā)生熱變形，產(chǎn)生熱誘導(dǎo)預(yù)緊力對(duì)軸承產(chǎn)熱的影響，因此，需要建立一種考慮熱誘導(dǎo)預(yù)緊力影響下更加貼近實(shí)際情況的軸承動(dòng)態(tài)生熱模型。角接觸球軸承定位預(yù)緊結(jié)構(gòu)，如圖2所示。圖中：α—初始接觸角；α1—實(shí)際接觸角；d—球徑；r—內(nèi)溝底半徑；R—外溝底半徑。

結(jié)合式（2）和式（8）可以得出粘度、摩擦力矩與溫度之間的關(guān)系。黏溫效應(yīng)與摩擦力矩的的關(guān)系，如圖3所示。從圖中可看出隨著潤(rùn)滑油溫度不斷升高，潤(rùn)滑劑粘度逐漸下降，進(jìn)而導(dǎo)致了摩擦力矩的下降。故當(dāng)電主軸運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中需考慮黏溫效應(yīng)對(duì)摩擦力矩的影響。對(duì)于承受軸向載荷的角接觸球軸承，在得到熱誘導(dǎo)預(yù)緊力的基礎(chǔ)上，結(jié)合潤(rùn)滑劑黏溫效應(yīng)[12]，結(jié)合式（1）～式（5）和式（7），得到新的軸承生熱公式為：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高速滾珠軸承電主軸熱態(tài)特性分析[J]. 姜本剛,雷群,杜建軍.  潤(rùn)滑與密封. 2017(02)
[2]多參量耦合的電主軸熱特性建模及分析[J]. 康躍然,史曉軍,高建民,李法敬.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(08)
[3]考慮氣隙變化的高速電主軸熱特性仿真[J]. 李特,芮執(zhí)元,雷春麗,郭俊鋒,胡赤兵.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2016(05)
[4]高速主軸系統(tǒng)熱特性分析與實(shí)驗(yàn)[J]. 馬馳,楊軍,趙亮,梅雪松,施虎,王新孟.  浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(11)
[5]機(jī)床主軸軸承熱誘導(dǎo)預(yù)緊力及剛度計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周子超,王伊卿,吳文武,洪軍.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[6]角接觸球軸承熱特性分析及試驗(yàn)[J]. 胡小秋,陳維福.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(02)
[7]高速電主軸熱態(tài)性能及其影響[J]. 陳小安,劉俊峰,合燁,張朋,單文桃.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(11)
[8]超高轉(zhuǎn)速電主軸軸承內(nèi)部摩擦力矩分析[J]. 陳劍,李松生,陳斌,董瑪莉.  潤(rùn)滑與密封. 2012(09)
[9]高速電主軸熱態(tài)特性與動(dòng)力學(xué)特性耦合分析模型[J]. 楊佐衛(wèi),殷國(guó)富,尚欣,姜華,鐘開(kāi)英.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2011(01)
[10]高速電主軸電動(dòng)機(jī)—主軸系統(tǒng)的機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)建模[J]. 孟杰,陳小安,合燁.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2007(12)



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