高速電主軸非接觸加載裝置的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、電主軸是高速加工中的核心單元，因此需要對(duì)電主軸進(jìn)行加載試驗(yàn)以模擬實(shí)際工況，進(jìn)而對(duì)其可靠性進(jìn)行分析與研究。針對(duì)傳統(tǒng)的接觸式加載中存在的摩擦、振動(dòng)、噪聲等問(wèn)題，本文提出了非接觸加載的方式，研制了電主軸非接觸加載試驗(yàn)平臺(tái)，克服了接觸式加載存在的各種問(wèn)題。本加載裝置具有非接觸加載無(wú)摩擦、加載力可調(diào)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作等優(yōu)點(diǎn)。本文的主要工作如下:
　　介紹了模擬加載試驗(yàn)平臺(tái)的組成，包括電主軸系統(tǒng)、非接觸加載系統(tǒng)、傳感器測(cè)試系統(tǒng)、散熱系統(tǒng);詳

2、述了非接觸加載的原理;對(duì)電磁加載裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì);通過(guò)電磁學(xué)理論對(duì)本裝置的麥克斯韋吸引力進(jìn)行了計(jì)算，得出了本裝置加載力的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了有限元仿真計(jì)算，通過(guò)與拉壓力傳感器的實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)、計(jì)算的正確性。
　　由于電磁加載裝置需要長(zhǎng)時(shí)間工作，其可靠性直接影響電主軸的加載試驗(yàn)，因此本文對(duì)電磁加載裝置進(jìn)行了熱學(xué)分析、計(jì)算，建立了電磁加載裝置的等效熱路圖，列出了節(jié)點(diǎn)溫升方程組，在matlab中使用四階龍格庫(kù)塔法對(duì)方程組進(jìn)行了求

3、解，得出了裝置各部分的穩(wěn)態(tài)溫升值，并通過(guò)與有限元仿真值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了其長(zhǎng)時(shí)間工作的可行性及可靠性。
　　進(jìn)行了電主軸加載試驗(yàn)，分別進(jìn)行了恒定負(fù)載，不同轉(zhuǎn)速情況下前后軸承的溫升測(cè)試、振動(dòng)速度測(cè)試、軸端跳動(dòng)量測(cè)試;進(jìn)行了不同轉(zhuǎn)速下加載力的變化測(cè)試試驗(yàn)。對(duì)各傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集，并初步得出了各信號(hào)的變化規(guī)律。
　　對(duì)電主軸非接觸加載裝置進(jìn)行了方案改進(jìn)，重新研制了電磁鐵，改善了發(fā)熱情況，提高了加載力;提出了在后續(xù)的加載試