多因素对电主轴热态特性的影响

发布时间：2021-10-09 06:11

　　为了精确表征电主轴运转过程中的热态特性,综合考虑热诱导预紧力与黏温效应的影响,建立了新的轴承生热动态模型,在热边界条件引入接触热阻的基础上,采用有限元方法得到主轴系统稳态温度场分布,并分析了主要因素对电主轴热态特性的影响。计算结果表明:接触热阻的存在使主轴系统整体温度梯度增加,比没有考虑接触热阻时的温升高;温升引起的热变形,不仅生成了热诱导预紧力而且增加了轴承的温升;为了降低轴承产热,低转速下应选用高粘度润滑油,低转速下应选用高粘度润滑油。 

【文章来源】：机械设计与制造. 2020,(09)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

电主轴结构示意图

以上为计算电主轴生热率的经验公式，它忽略了电主轴单元运转一段时间后由于轴承摩擦发热和电机发热导致各零部件发生热变形，产生热诱导预紧力对轴承产热的影响，因此，需要建立一种考虑热诱导预紧力影响下更加贴近实际情况的轴承动态生热模型。角接触球轴承定位预紧结构，如图2所示。图中：α—初始接触角；α1—实际接触角；d—球径；r—内沟底半径；R—外沟底半径。

结合式（2）和式（8）可以得出粘度、摩擦力矩与温度之间的关系。黏温效应与摩擦力矩的的关系，如图3所示。从图中可看出随着润滑油温度不断升高，润滑剂粘度逐渐下降，进而导致了摩擦力矩的下降。故当电主轴运转过程中需考虑黏温效应对摩擦力矩的影响。对于承受轴向载荷的角接触球轴承，在得到热诱导预紧力的基础上，结合润滑剂黏温效应[12]，结合式（1）～式（5）和式（7），得到新的轴承生热公式为：

【参考文献】：
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本文编号：3425797