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主轴轴承热特性及对速度和动力学性能影响的研究

主轴轴承的摩擦热显著影响主轴单元的速度和动力学性能,是制约提高加工效率和精度的主要因素。建立热传递方程,计算轴承的摩擦热和温度分布,研究轴承的热特性,及其对速度和动力学性能的影响是一个具有理论和实际意义的重要课题。本文以传热学、滚动轴承摩擦学和转子动力学为理论基础,以GDZ48A型电主轴为例,建立了考虑摩擦热和预紧方式影响的主轴轴承拟动力学分析模型,分析了轴承的摩擦力矩、运动、载荷和刚度,研究了轴承的热特性、设计和应用参数对速度和动力学性能的影响,并进行了试验验证。研究内容包括:1)轴承的拟动力学分析:建立改进的拟动力学分析方法,考虑了摩擦热和预紧方式的影响,推导轴承的载荷、运动、位移、摩擦力矩和摩擦热等计算方程;2)轴承温度分布计算:应用传热学理论,建立了主轴单元的热传递模型,推导了热传递阻抗和热传递方程;3)轴承运转性能计算:实例计算与分析轴承的热特性、设计参数和预紧方式对运转性能的影响;4)轴承刚度分析和测量:应用Hert  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

基于轴承热位移的电主轴系统动态特性分析方法研究

高速加工是代表现代制造业发展趋势的一项新技术。高速机床是实现高速加工的装备基础。电主轴是高速机床的核心部件,其功能是带动刀具或工件高速旋转,实现高效精密加工。由于高速电主轴有轴承摩擦发热和电机损耗发热两大热源,使电主轴温升加剧,引起轴承预载荷的变化,从而影响轴承刚度、精度和寿命等。热变形问题已成为制约电主轴高速化的一大难题。因此针对高速电主轴热位移作用下动态性能的研究已成为电主轴开发工作的迫切需求。本文在分析计算电主轴热平衡温度场及轴承热位移的基础上,建立了考虑轴承热位移的角接触球轴承拟动力学模型,提出了轴承动态热态特性研究的数值方法。利用该模型及方法研究了轴承热位移对轴承内部结构参数及刚度的影响规律。结果表明,在热位移作用下,使得滚动体与内外圈接触角越来越趋于初始接触角,轴承刚度增加。此规律定位预紧较定压预紧明显。在以上研究基础上,进一步建立了基于Timoshenko梁理论的转轴模型,考虑轴承热位移的轴承刚度模型和HSK刀具系...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机床与液压》2004年09期
机床与液压

提高主轴轴承精度和刚度的措施

0 引言机床加工零件时 ,总有加工误差 ,影响着零件的加工精度 ,严重的将造成废品。误差的产生因素较多 ,比如夹具、刀具误差、工艺系统的弹性变形、测量和调整误差等等。但就机床而言 ,影响加工精度的误差主要表现在主轴、导轨、传动系统、机床零件的磨损等 ,其中以主轴误差影响最大。这是因为机床的高度自动化对主轴的转速、功率、转速变换的迅速可靠、刚度和回转精度、主轴转速变化范围等提出了更高的要求。因此 ,提高主轴的回转精度成为提高工件精度和表面质量的关键。当然 ,降低主轴误差的方法较多 ,作者仅从提高主轴轴承精度和刚度的角度浅谈提高主轴的回转精度的几种措施。1 提高主轴轴承精度和刚度的措施主轴轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类 ,它的精度和刚度直接影响主轴的回转精度。以下分别说明。1 1 主轴轴承为滚动轴承时可采取的技术措施1 1 1 滚动轴承的选择图 1 不同类型滚动轴承的径向刚度当主轴轴承为滚动轴承时 ,首先应优先考虑选用“D”级、“...  (本文共3页) 阅读全文>>