高速滚珠轴承电主轴热态特性分析
本文选题:电主轴 + 角接触球轴承 ; 参考:《润滑与密封》2017年02期
【摘要】:为研究高速滚珠轴承电主轴的热特性对其性能的影响,计算轴承的热源生热并进行热特性仿真。研究轴向载荷和转速对接触角的影响规律,进而采用局部热计算方法计算轴承的热损耗。结果发现,轴承的旋转速度对其热损耗的影响比轴向载荷作用更明显,并且滚珠的自旋摩擦是轴承生热的主要形式。结合热源生热计算结果,运用ANSYS对一定转速的空载电主轴分别进行稳态热分析和瞬态热分析,发现电主轴的最高温度点出现在内置电机转子的中心区域。将稳态热分析结果加载到有限元模型进行热-结构耦合分析,发现最大轴向位移出现在主轴的最前端,最大轴向应力则出现在前轴承球与外滚道的接触区域。设计空载电主轴温升测定实验,验证仿真结果的正确性。
[Abstract]:In order to study the influence of thermal characteristics of high speed ball bearing electric spindle on its performance, the heat source of bearing is calculated and simulated.The influence of axial load and rotational speed on contact angle is studied, and the heat loss of bearing is calculated by local thermal calculation method.The results show that the effect of rotating speed on the heat loss of bearing is more obvious than that of axial load, and the spin friction of ball is the main form of heat generation of bearing.Combined with the heat source calculation results, the static thermal analysis and transient thermal analysis of the no-load motorized spindle at a certain speed were carried out by using ANSYS. It was found that the highest temperature point of the motorized spindle appeared in the central region of the rotor of the built-in motor.The results of steady-state thermal analysis are loaded into the finite element model for thermal-structural coupling analysis. It is found that the maximum axial displacement occurs at the front end of the spindle and the maximum axial stress occurs in the contact region between the front bearing ball and the outer raceway.The experiment of measuring the temperature rise of no-load motorized spindle is designed to verify the correctness of the simulation results.
【作者单位】: 哈尔滨工业大学深圳研究生院;广州市昊志机电股份有限公司;
【基金】:国家自然科学基金项目(51675121) 深圳市科技计划项目(JCYJ20160427184134564)
【分类号】:TG502.3
【参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 胡志宏;李松生;陈萍;王燕;顾家铭;傅丽霞;;超高速主轴轴承内部润滑状态分析[J];润滑与密封;2009年10期
2 张明华;袁松梅;刘强;;基于有限元分析方法的高速电主轴热态特性研究[J];制造技术与机床;2008年04期
3 陈观慈;王黎钦;古乐;郑德志;;高速球轴承的生热分析[J];航空动力学报;2007年01期
4 黄晓明 ,张伯霖 ,肖曙红;高速电主轴热态特性的有限元分析[J];航空制造技术;2003年10期
5 蒋兴奇,马家驹;高速角接触球轴承速度性能试验研究[J];中国机械工程;2002年12期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 姜本刚;雷群;杜建军;;高速滚珠轴承电主轴热态特性分析[J];润滑与密封;2017年02期
2 刘少军;路春雨;;直升机高速四点接触球轴承接触疲劳可靠性评估方法[J];航空动力学报;2017年01期
3 朱鹏飞;刘振侠;高文君;赵靖宇;张鹏发;;反转圆柱滚子轴承生热特性研究[J];推进技术;2016年12期
4 李英;李宝福;李如琰;;自润滑关节轴承稳态热分析[J];计量与测试技术;2016年08期
5 詹大桂;纪弘祥;;1270四辊冷轧机止推轴承动态有限元分析[J];冶金设备;2016年03期
6 谢黎明;杨婕;靳岚;;热管冷却电主轴的温度场仿真分析[J];机械制造与自动化;2016年03期
7 李安玲;何强;张鹏伟;李丽丽;张国烨;;高速磨削电主轴冷却系统的试验研究[J];机床与液压;2016年09期
8 王冬雪;冉同欢;林洁琼;丛长龙;谷岩;;多轴机床综合误差补偿策略研究[J];组合机床与自动化加工技术;2016年04期
9 代彦宾;邓凯文;李建华;倪艳光;邓四二;;飞轮用轴承组件热-结构耦合特性分析[J];轴承;2016年04期
10 雷默涵;姜歌东;梅雪松;马驰;杨军;;高速球轴承微接触弹流摩擦及生热分析[J];西安交通大学学报;2016年04期
【二级参考文献】
相关期刊论文 前7条
1 王燕霜;宋磊;邓四二;;重载点接触热弹流润滑中油膜温度分析[J];润滑与密封;2008年06期
2 何晓亮,熊万里,黄红武;高速精密主轴轴承热特性的计算及分析[J];机械;2003年06期
3 黄晓明 ,张伯霖 ,肖曙红;高速电主轴热态特性的有限元分析[J];航空制造技术;2003年10期
4 杨军,郭力,卿红;机床高速电主轴原理与应用[J];机床与液压;2001年04期
5 蒋兴奇,马家驹,赵联春;高速精密角接触球轴承热分析[J];轴承;2000年08期
6 马家驹,丁仲明,蒋兴奇,章维明;高速角接触球轴承的结构[J];机电工程;1998年05期
7 刘志全,张永红,苏华;高速滚动轴承热分析[J];润滑与密封;1998年04期
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 积水;汉川公司电主轴研发取得新突破[J];制造技术与机床;2003年12期
2 周延yP,李中行;电主轴技术讲座 第六讲 电主轴的选用[J];制造技术与机床;2003年12期
3 虞付进;电主轴技术的应用及发展趋势[J];机电工程;2003年06期
4 闫红卫 ,徐同申;国内电主轴的起源与发展[J];机械工人.冷加工;2005年11期
5 张兴军;杨淑启;韩龙义;;高速精密电主轴的研制[J];机电工程技术;2006年06期
6 董海平;杨明平;朱火美;李伟光;;电主轴产业化探讨[J];中国制造业信息化;2009年11期
7 刘永坤;史康云;;电主轴的应用现状与发展方向探析[J];机电信息;2011年30期
8 秦少军;基于多影响因子的电主轴可靠性分析[J];组合机床与自动化加工技术;2001年06期
9 黄红武,熊万里,陆名彰,盛晓敏,吴耀,宓海青;高速大功率精密电主轴中的关键技术[J];湖南大学学报(自然科学版);2002年05期
10 升恒;;风洞冷却的电主轴[J];装备机械;2003年01期
相关会议论文 前10条
1 张珂;吴玉厚;张丽秀;潘振宁;;陶瓷电主轴单元的振动特性研究[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
2 熊万里;;高速精密永磁同步电主轴的研究进展及发展趋势[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
3 孙智慧;肖乃宽;;高速加工之我见[A];陕西省机械工程学会九届二次理事扩大会议论文集[C];2010年
4 蒋书运;;高速机床电主轴摩擦学问题的研究[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
5 袁剑雄;王知行;李建生;徐秀敏;;并联机床电主轴干涉计算[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年
6 陈世钰;;高速加工的利器—高刚性大功率气静压电主轴[A];广州市老工程师协会论文集(第四辑)[C];2008年
7 陈润霖;许吉敏;奚延辉;袁小阳;;高速超精密电主轴系统可靠性及精度稳定性研究[A];第11届全国转子动力学学术讨论会(ROTDYN2014)论文集(下册)[C];2014年
8 吴国庆;张钢;张建生;王春兰;吴名贵;汪希平;;磁悬浮铣削电主轴控制系统研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
9 孙智慧;肖乃宽;;高速加工之我见[A];陕西第二届数控机床及自动化技术专家论坛论文集[C];2011年
10 杨新洲;张钢;吴剑锋;汪希平;;磁悬浮支承铣削电主轴的动力学性能仿真分析[A];2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集[C];2003年
相关重要报纸文章 前10条
1 叶军;国产化率低 电主轴成为数控机床发展之痛[N];中国工业报;2007年
2 本报记者 叶军;电主轴:制约我国数控机床发展的软肋[N];中国工业报;2006年
3 见习记者 严曼青;电主轴国产化低 数控机床的发展之痛[N];机电商报;2005年
4 本报记者 徐雯雯;金雷:创新铸就的硬品牌[N];莱芜日报;2011年
5 记者 张睿 通讯员 崔珠峰;“通裕”攻克5个世界性难题[N];德州日报;2010年
6 本报记者 司涛 赵彬彬;通裕重工今招股 创新成就风电装备龙头[N];证券日报;2011年
7 协会;国内数控机床用电主轴市场扩容[N];中国电力报;2004年
8 郭宝泉;让科研成果产生巨大经济效益[N];沈阳日报;2006年
9 叶军;投资4000万 洛阳轴研为机床造“心脏”[N];中国工业报;2003年
10 证券时报记者 卢青 贾小兵;通裕重工今日申购 适时实施股权激励[N];证券时报;2011年
相关博士学位论文 前7条
1 张丽秀;电主轴单元电磁特性及控制策略改善研究[D];大连理工大学;2012年
2 陈超;高速电主轴动态加载可靠性试验及其故障诊断研究[D];吉林大学;2016年
3 徐春冬;空气轴承电主轴动力学特性分析[D];东南大学;2015年
4 高思煜;超高转速空气静压电主轴特性分析与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
5 李颂华;高速陶瓷电主轴的设计与制造关键技术研究[D];大连理工大学;2012年
6 刘继行;小型车床内装式电主轴间歇动态热特性研究[D];沈阳工业大学;2015年
7 马丙辉;基于热管传热的液体静压电主轴热态性能及相关技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
相关硕士学位论文 前10条
1 王丽艳;陶瓷电主轴电磁力及损耗分析[D];沈阳建筑大学;2012年
2 马帅;基于Fluent的电主轴热态分析及结构优化[D];昆明理工大学;2015年
3 时玉冰;内置式电主轴动态及热—结构耦合特性的研究[D];河北工程大学;2015年
4 张政;高速电主轴热特性分析及试验研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
5 阎铭;电主轴电磁振动与损耗关系实验与仿真分析[D];沈阳建筑大学;2014年
6 张郊;轴承预紧力对电主轴特性的影响研究[D];沈阳建筑大学;2015年
7 夏万磊;电主轴温升智能预测与实验研究[D];沈阳建筑大学;2015年
8 陈慧;DZM140电主轴结构设计及性能研究[D];武汉轻工大学;2015年
9 朴陶然;永磁同步电主轴电磁力产生机理及振动特性研究[D];沈阳工业大学;2016年
10 王玮琦;永磁同步电主轴机电耦联动力特性研究[D];沈阳工业大学;2016年
,本文编号:1743012
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/1743012.html