電主軸單元熱結構耦合分析的意義
電主軸是在數控機床領域出現的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術，它與直線電機技術、高速刀具技術一起，把高速加工推向一個新時代。電主軸包括電主軸本身及其附件，包括電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內置編碼器、換刀裝置等。電動機的轉子直接作為機床的主軸，主軸單元的殼體就是電動機機座，并且配合其他零部件，實現電動機與機床主軸的一體化。今天，電主軸生產廠家主要對電主軸單元熱結構耦合分析介紹，一起去了解看看吧。
高速運轉下,機床的電主軸動態特性成為決定加工質量和加工精度的重要因素。而電主軸高速下的升溫將嚴重影響電主軸的動態特性,也是制約電主軸轉速進一步提高的關鍵因素,所以建立不同轉速下升溫對電主軸穩定性的規律模型,對電主軸單元熱結構耦合分析具有重要意義。
我們可以研究以高速數控銑床電主軸為研究對象,采用理論計算與數值仿真相結合的方法,通過計算電主軸的產熱及傳熱機制,對電主軸模型進行熱穩態分析,得到不同轉速下電主軸的溫度分布云圖。
所求得的穩態分析結果作為一種載荷與結構場中的切削力等載荷共同施加到ANSYS結構場的分析模型中,從而計算出電主軸模型在熱一結合場耦合作用下的熱位移。得出的熱位移結果用于修正ANSYS數值仿真模型中的初始條件,通過軸承的變形與載荷關系,得到不同轉速下考慮熱效應的軸承剛度的變化規律。建立電主軸的ADAMS模型,完成運動學仿真,通過對比驗證分析了不計熱因素的振動與實際升溫后的動態特性的差異及其原因。通過改變主軸轉速,并利用不同轉速下得到的剛度變化規律,得出了在不同工況下熱效應對電主軸動態特性的影響規律,也為電主軸進一步提高轉速、優化結構設計與動態特性、提高機床加工性能供參考數據。
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