动力学耦合模型主轴.ppt

* * 高速电主轴系统特性研究 试验研究： 1）高速主轴系统固有频率测量 2）高速主轴系统动平衡 3）高速主轴系统温升测量 高速主轴-轴承系统动力学研究： 1）轴承刚度对主轴动力学的影响 2）电主轴系统温升对轴承刚度的影响 3）高速主轴热-动力学耦合模型 电主轴固有频率测量 1、加载方式 2、主轴在静止状态下的固有频率 3、轴承预载对轴固有频率的影响 4、转速对固有频率的影响 静态加载 动态加载 电主轴固有频率测量 静止状态下轴承预载对电主轴固有频率的影响 电主轴固有频率测量 电主轴转速对固有频率的影响 电主轴固有频率测量 在2000rpm下轴承预载对电主轴固有频率的影响 电主轴固有频率测量 高速主轴在不同转速下的振动 主轴动平衡 主轴动平衡 0 ° 270 ° 180 ° 90 ° R34 前端加载质量块的位置 加载质量 0.4 g 8处 30000min-1 主轴振动 其中drx、 dry为有不平衡量时轴的质心。 90? 270? 180? 0? 0 90? 270? 180? 0? 0 (a) 50min-1 (b) 30000min-1 x y f t q dr (q ) r (q ) A B C 三点法测量主轴振动原理图 主轴动平衡 电主轴的热测量 1、转速对轴承温升的影响 2、润滑对轴承温升的影响 3、采用不同滚动体时轴承的温升 4、预紧力对轴承温升的影响 电主轴上的测点布置 电主轴的热测量 T T T T T T n T 进水口 出水口 T 轴承温升随时间变化关系 电主轴的热测量 转速对轴承温升的影响 电主轴的热测量 油-气润滑高速主轴的轴承温升 电主轴的热测量 主轴转速与温升的关系 电主轴的热测量 轴承预紧力与温升的关系 电主轴的热测量 {q} 是主轴-轴承系统在全局坐标系中的位移； ? 是主轴转速 [M] 是质量矩阵，[MT]是移动质量矩阵，[MR]是旋转质量矩阵； [K] 是刚度矩阵，[K]S是主轴刚度矩阵，[K]B 是轴承刚度矩阵； [G] 是主轴-轴承系统的陀螺力矩矩阵； {Q(t)} 是切削力外载矢量； {B} 是不平衡力矢量； -?2([MT]-[MR]) 是因离心力和高速对系统刚度的影响项。 高速主轴-轴承系统动力学研究 转速对电主轴固有频率的影响 电主轴固有频率测量 轴承刚度对主轴动力学的影响 1、滚动轴承的受力分析及支撑刚度矩阵 2、转速对轴承刚度的影响 3、转速和径向载荷（切削力）对轴承刚度的影响 高速轴承滚动体上的作用力 轴承刚度对主轴动力学的影响 滚动轴承对主轴的支承刚度矩阵 轴承刚度对主轴动力学的影响 轴承的轴向和径向刚度随转速的变化 轴承刚度对主轴动力学的影响 滚动轴承刚度随主轴转速和径向载荷的变化 (a)轴承径向刚度；(b)轴承轴向刚度。 轴承刚度对主轴动力学的影响 *