考慮軸承磨配間隙的高速電主軸靜動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、隨著高速加工技術(shù)的快速發(fā)展和成功應(yīng)用，人們?cè)絹碓街匾晫?duì)高速主軸系統(tǒng)的研究。電主軸將機(jī)床主軸和變頻電動(dòng)機(jī)合二為一，擺脫了傳統(tǒng)的皮帶或齒輪傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床主軸系統(tǒng)的“零傳動(dòng)”，因此，也被稱為內(nèi)裝式電主軸。主軸單元是數(shù)控機(jī)床最重要的功能部件，其性能優(yōu)劣對(duì)數(shù)控機(jī)床的工作精度和加工質(zhì)量有著直接的影響。高速電主軸軸承組經(jīng)過萬能組配可能使內(nèi)圈之間或外圈之間存在間隙即磨配間隙，這會(huì)對(duì)主軸的工作特性產(chǎn)生一定影響。因此，對(duì)主軸單元進(jìn)行動(dòng)、靜態(tài)特性研究具有重

2、要意義。
　　本文首先利用哈爾濱工業(yè)大學(xué)高速滾動(dòng)軸承性能預(yù)測分析軟件，分析不同工況下角接觸軸承的擬動(dòng)力學(xué)特性，得到了軸承的動(dòng)、靜剛度。
　　然后利用ANSYS研究了GDZ-60型電主軸的支撐軸承在正常磨配和存在磨配間隙兩種情況下軸承剛度對(duì)主軸系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)特性的影響。在主軸前端軸承組正常磨配下，靜力學(xué)特性分析得到主軸靜剛度隨著軸承預(yù)緊力的增大而增大；主軸模態(tài)分析得到主軸的固有頻率和主要振型；主軸諧響應(yīng)分析得到主軸前端徑向跳動(dòng)與

3、磨配間隙的關(guān)系，進(jìn)而求得主軸的動(dòng)剛度。以主軸剛度為目標(biāo)函數(shù)對(duì)主軸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化后主軸的動(dòng)剛度提高了大約30％。
　　當(dāng)主軸前端軸承組存在磨配間隙時(shí)，對(duì)主軸分別進(jìn)行靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，得到主軸靜、動(dòng)剛度，與正常磨配下主軸剛度比較表明：軸承組外圈磨配間隙對(duì)主軸的靜動(dòng)態(tài)特性影響較大。研究了軸承存在最大磨配間隙下軸承保持架打滑率和軸承壽命，結(jié)果表明：磨配間隙的出現(xiàn)不會(huì)使軸承引起保持架打滑，對(duì)軸承的壽命影響較大?？疾榱饲岸溯S承組在單-雙