电主轴单元热结构耦合分析的意义

发布日期：2020-05-07 作者：点击：

电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。电主轴包括电主轴本身及其附件，包括电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。今天，电主轴生产厂家小编主要对电主轴单元热结构耦合分析介绍，一起去了解看看吧。

高速运转下,机床的电主轴动态特性成为决定加工质量和加工精度的重要因素。而电主轴高速下的升温将严重影响电主轴的动态特性,也是制约电主轴转速进一步提高的关键因素,所以建立不同转速下升温对电主轴稳定性的规律模型,对电主轴单元热结构耦合分析具有重要意义。

我们可以研究以高速数控铣床电主轴为研究对象,采用理论计算与数值仿真相结合的方法,通过计算电主轴的产热及传热机制,对电主轴模型进行热稳态分析,得到不同转速下电主轴的温度分布云图。

所求得的稳态分析结果作为一种载荷与结构场中的切削力等载荷共同施加到 ANSYS结构场的分析模型中,从而计算出电主轴模型在热一结合场耦合作用下的热位移。得出的热位移结果用于修正 ANSYS数值仿真模型中的初始条件,通过轴承的变形与载荷关系,得到不同转速下考虑热效应的轴承刚度的变化规律。建立电主轴的 ADAMS模型,完成运动学仿真,通过对比验证分析了不计热因素的振动与实际升温后的动态特性的差异及其原因。最后通过改变主轴转速,并利用不同转速下得到的刚度变化规律,得出了在不同工况下热效应对电主轴动态特性的影响规律,也为电主轴进一步提高转速、优化结构设计与动态特性、提高机床加工性能供参考数据。

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