基于电磁加载技术的高速精密电主轴试验平台的研究

发布时间：2017-10-16 10:01

  本文关键词：基于电磁加载技术的高速精密电主轴试验平台的研究

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【摘要】：随着现代高速精密机床的发展,我们对高速精密电主轴技术的要求越来越高,但是目前国际国内机床行业中仍然没有一套完整的检测电主轴性能的统一标准,因此,为了保证电主轴的产品质量和技术发展,研制开发一套电主轴综合性能的检测手段显得尤为重要。为了使用户达到满意的效果,各个生产厂家也一直在追求高品质的电主轴产品,而合理的电主轴性能检测手段可以降低电主轴产品的不合格率。因此,本文针对这一问题提出了一种电主轴综合性能检测的方案。本文制定了针对电主轴进行电气参数测量、温升测量、振动测量和回转精度测量等方面的测量方案,针对每一个测量模块的机械支撑和电气系统进行设计,对测试方法进行规范,并进行现场测试。本文开发了一套电主轴综合性能测试试验台,硬件系统主要由支撑平台、电主轴及驱动单元、各类传感器、数据采集卡、计算机等组成；检测软件部分以LabVIEW8.5为平台,开发了一套电主轴性能测试软件,包含有数据的采集模块、数据处理模块和结果显示模块。电主轴在高速运转时存在如何模拟实际工况进行加载的问题,本文采用了对拖式扭矩加载和非接触电磁加载两种加载方式。其中电机对拖方式可实现扭矩加载,电磁加载方式可操作性强,受干扰小,可以实现切削力的模拟。测试电主轴的动态回转精度时,本试验采用标准球测试方法,该方法测试时标准球几何形状误差可以忽略不计,提高了测试精度。最后,本文详细分析并论述了电主轴各项性能测试的测试方法和测试结果的分析,总结了试验台工作成果,提出了不足之处和改进方案。
【关键词】：电主轴 性能测试 电磁加载 温升 振动 回转精度
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG502.3
【目录】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 引言11
• 1.2 课题的研究背景和意义11-12
• 1.3 国内外现状分析12-14
• 1.4 电主轴试验台研究现状分析14-15
• 1.5 课题的研究目标和研究内容15-17
• 1.5.1 课题的研究目标15
• 1.5.2 课题的研究内容15-17
• 第2章 高速电主轴技术17-24
• 2.1 高速电主轴单元的结构特点17-20
• 2.2 高速电主轴单元的工作原理20
• 2.3 高速电主轴单元的关键技术20-23
• 2.4 小结23-24
• 第3章 高速电主轴综合性能试验台总体设计24-37
• 3.1 引言24
• 3.2 高速电主轴受力分析24-27
• 3.2.1 静态力24-26
• 3.2.2 动态力26-27
• 3.3 试验台总体方案设计27-36
• 3.3.1 试验台总体方案及结构组成28-31
• 3.3.2 试验台电气设计31-36
• 3.4 小结36-37
• 第4章 电磁加载技术37-46
• 4.1 引言37
• 4.2 对拖式扭矩加载37-38
• 4.3 电磁加载38-45
• 4.3.1 电磁加载器设计基础39-41
• 4.3.2 电磁加载器设计原理41-44
• 4.3.3 电磁加载效果分析44-45
• 4.4 小结45-46
• 第5章 电主轴试验台综合性能测试分析46-59
• 5.1 测试软件系统介绍46
• 5.2 电气参数测试46-47
• 5.3 温升测试47-50
• 5.3.1 影响电主轴温升的主要因素47-48
• 5.3.2 温升的测试方法48-49
• 5.3.3 测试结果及分析49-50
• 5.4 振动测试50-52
• 5.4.1 影响振动的因素50-51
• 5.4.2 振动测试方法51-52
• 5.4.3 振动测试结果及分析52
• 5.5 精度测试52-58
• 5.5.1 回转精度53
• 5.5.2 回转精度的影响因素53-54
• 5.5.3 测试方法54-57
• 5.5.4 测试结果及分析57-58
• 5.6 小结58-59
• 结论和展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-64

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本文编号：1042032