高速電主軸陶瓷球軸承試驗(yàn)臺(tái)研制及性能試驗(yàn)研究.pdf

1、電主軸是數(shù)控機(jī)床的核心功能部件，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、振動(dòng)小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。軸承是實(shí)現(xiàn)電主軸高速化和精密化的關(guān)鍵部件，其性能直接影響電主軸的轉(zhuǎn)速、剛度、振動(dòng)、工作溫度等，進(jìn)而影響機(jī)床的加工精度和穩(wěn)定性。陶瓷球軸承具有轉(zhuǎn)速高、溫升低、不導(dǎo)電、不導(dǎo)磁等特點(diǎn)，將其用于高速電主軸可顯著提高電主軸的轉(zhuǎn)速、剛度和壽命。
　　本論文根據(jù)電主軸陶瓷球軸承的實(shí)際工況和運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)，研制了一種集機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)于一體的高速電主軸軸承試驗(yàn)臺(tái)。該試

2、驗(yàn)臺(tái)主要由試驗(yàn)臺(tái)主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等組成，可根據(jù)試驗(yàn)軸承的型號(hào)更換軸系組件；采用變頻調(diào)速控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，能夠模擬電主軸軸承的潤(rùn)滑情況、散熱條件以及高速加工時(shí)的徑向切削分力和軸向切削分力；可實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速、載荷、溫度、振動(dòng)等主參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、顯示、處理及存儲(chǔ)，并可對(duì)各部件運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，具有自動(dòng)報(bào)警停機(jī)功能。
　　本論文在研制的試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了電主軸軸承的性能試驗(yàn)研究。在循環(huán)水冷

3、卻的條件下，對(duì)比研究了不同轉(zhuǎn)速和載荷條件下脂潤(rùn)滑陶瓷球軸承、脂潤(rùn)滑鋼制球軸承和油霧陶瓷球軸承的高速性能，并對(duì)試驗(yàn)軸承失效進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，較低轉(zhuǎn)速時(shí)，脂潤(rùn)滑陶瓷球軸承的工作溫度略高于鋼制球軸承和油霧潤(rùn)滑陶瓷球軸承，溫度增長(zhǎng)率比鋼制球軸承的低；當(dāng)DmN值為1.8×106mm·r/min時(shí)，脂潤(rùn)滑陶瓷球軸承能較快達(dá)到熱平衡狀態(tài)，其工作溫度明顯低于鋼制球軸承的工作溫度，與油霧潤(rùn)滑陶瓷球軸承的工作溫度比較接近，且脂潤(rùn)滑陶瓷球軸承的振動(dòng)值比油