电主轴用高速轴承技术及其发热分析.aspxVIP免费

⑧；嘲2007机械工程全国博士生学术论坛2007年8月电主轴用高速轴承技术及其发热分析马丙辉，卢泽生(哈尔滨工业大学机电学院，哈尔滨150001)摘要：高速加工需要高转速的机床，电主轴作为机床高速化的发展方向，在高速加工中得到越来越广泛的应用。高速轴承技术是电主轴的关键技术，其技术水平决定了电主轴的转速及承载能力。同时，轴承的摩擦功率产生的热量，使得电主轴温度升高，产生一定热应力和热变形，影响加工精度。因此，有必要对轴承的摩擦功率进行深入研究。文中研究了电主轴中几种常见的轴承支撑技术，从理论和实际应用上分析了其摩擦功率大小，可以为电主轴的轴承设计提供依据。关键词：电主轴；高速轴承技术；电机功率损耗；轴承摩擦功率HighSpeedBearingsT_eChnOIOgyandItsThermaIAnaIySiSOfMOtOrizedSpindIeMaBiIlghui，LuZesheng(HarbinIIlsⅡtuIeofTecllIIoIo留SchoolofM∞llalronicsEngin∞rin吕Harb加15∞01)Abst-tct：Highspeedm∞hiningneedslligllrotatiIlgspeedmachilIetool，motorizcdspindIeistIIedeveIopingaimofllighspeedmachilIetools，h舔broadly印pIiedinhighspeedmaclliIIill吕Highspeedbearingsa心t11epiVotaltecllIIologyinmotori∞dspindle，theteclIIlologyIevclofbe响gsIiIIl“mtatiIlgspeed鲫dloadiIlgc印ac时illmotorizedspindle，趴dtlle衔ctionpowerofbearjh笋bringheat，∞tIseccmpe豫clIreiIIcm嬲jfl吕SomoforizedspiIIdIeisiIltlIe咖als打船s觚dbrou曲ttIle锄aIdistortjoIl'w埘chinnuencemachiniIIgprecisionofmotorizedspiIldle．Itisessentialt0iIlvcstigate衔c“onpowerofbearin笋deeply．Intllep印er，bearingstechoIogiesarestudied，衔c石onpowerarccalculatedb丛edontlleory龇d印pIicatioII'wrhichpmvidetIleorysupplyforbcariII笋designofmotor协dspilldle．bywOrds：motorizedspindIe；highspeedbearilIgstecIIIlology；motorpowerw骶tage：bearings饿ctionpower1引言以高切削速度、高进给速度和高加工精度为特征的高速加工，是继数控加工技术之后，制造技术产生作者简介：马丙辉(1979m5)，男，安徽阜阳，哈尔滨工业大学机械制造及其自动化专业，在读博士研究生。E-mail：mabingllui_11it@yaIloo．com．cn813⑧；嘲2007机械工程全国博士生学术论坛2007年8月的又一次革命性飞跃的先进技术，与精密加工、高能束加工和柔性自动化加工一起被称为当代四大先进制造技术。高速加工技术的发展，促使了机床的一个发展方向——机床高速化。目前，某些国外厂商的三轴、五轴高速加工中心可以达到30000～60000r／min的转速，我国沈阳第一机床厂生产的Bw60Hs高速加工中心转速可达l6000r／rnin。随着变频调速和电机矢量控制技术的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链长度缩短为零，实现机床的“零传动”，这种主轴电动机和机床主轴合为一体的传动结构形式，称之为主轴单元，即为电主轴(Motorizedspindle)l“。电主轴由内装式电机直接驱动，省去了皮带、齿轮、联轴节等中间变速和传动装置，具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小以及相应快的优点，并且可以实现较高的转速范围和无极调速。电主轴是机床主轴与电机主轴融合为一体的新技术产品，它融合技术主要有：变频调速技术、高速轴承技术、冷却装置、润滑装置和关键制造装配技术，其中高速轴承技术是电主轴中的关键的技术，因为轴承转速能力决定了电主轴的转速范围，轴承的发热量将导致电主轴温度升高，影响电主轴性能。确切分析不同轴承技术和摩擦功率，为电主轴的设计及热态研究提供依据，这便是本文研究所在。2高速轴承技术电主轴是高速、精密主轴单元，承受较大径向和轴向切削负荷。其轴承首先必须满足高速旋转运动的要求，并且要求有较高的回转精度和较低的温升。此外，还要求具有较高的径向、轴向刚度和较长的使用寿命，特别是保持精度的寿命。轴承的选型及其润滑方式直接决定主轴的性能和使用寿命。目前，电主轴采用的轴承主要有磁悬浮轴承、流体静压轴承和滚动...