高速電主軸陶瓷球軸承試驗臺研制及性能試驗研究.pdf

1、電主軸是數(shù)控機床的核心功能部件，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、振動小、響應(yīng)快等優(yōu)點。軸承是實現(xiàn)電主軸高速化和精密化的關(guān)鍵部件，其性能直接影響電主軸的轉(zhuǎn)速、剛度、振動、工作溫度等，進而影響機床的加工精度和穩(wěn)定性。陶瓷球軸承具有轉(zhuǎn)速高、溫升低、不導電、不導磁等特點，將其用于高速電主軸可顯著提高電主軸的轉(zhuǎn)速、剛度和壽命。
　　本論文根據(jù)電主軸陶瓷球軸承的實際工況和運轉(zhuǎn)特點，研制了一種集機械、電子和計算機于一體的高速電主軸軸承試驗臺。該試

2、驗臺主要由試驗臺主體、驅(qū)動系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等組成，可根據(jù)試驗軸承的型號更換軸系組件；采用變頻調(diào)速控制技術(shù)、機電一體化技術(shù)和計算機控制技術(shù)，能夠模擬電主軸軸承的潤滑情況、散熱條件以及高速加工時的徑向切削分力和軸向切削分力；可實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速、載荷、溫度、振動等主參數(shù)的實時監(jiān)測、顯示、處理及存儲，并可對各部件運行進行監(jiān)控，具有自動報警停機功能。
　　本論文在研制的試驗臺上進行了電主軸軸承的性能試驗研究。在循環(huán)水冷

3、卻的條件下，對比研究了不同轉(zhuǎn)速和載荷條件下脂潤滑陶瓷球軸承、脂潤滑鋼制球軸承和油霧陶瓷球軸承的高速性能，并對試驗軸承失效進行了分析。結(jié)果表明，較低轉(zhuǎn)速時，脂潤滑陶瓷球軸承的工作溫度略高于鋼制球軸承和油霧潤滑陶瓷球軸承，溫度增長率比鋼制球軸承的低；當DmN值為1.8×106mm·r/min時，脂潤滑陶瓷球軸承能較快達到熱平衡狀態(tài)，其工作溫度明顯低于鋼制球軸承的工作溫度，與油霧潤滑陶瓷球軸承的工作溫度比較接近，且脂潤滑陶瓷球軸承的振動值比油