電主軸非接觸加載裝置加載力和溫升分析.pdf

1、作為數(shù)控機床核心單元的高速電主軸，其可靠性直接影響高速數(shù)控機床的可靠性，因此對高速電主軸進(jìn)行可靠性分析與研究具有重要意義。所以需要我們對高速電主軸進(jìn)行動態(tài)加載試驗以模擬實際加工工況，進(jìn)而對高速電主軸可靠性進(jìn)行分析與研究。
　　傳統(tǒng)高速電主軸的動態(tài)加載試驗關(guān)鍵技術(shù)是用測功機對高速電主軸進(jìn)行模擬載荷加載，而這一加載方式中存在著摩擦、噪音、振動等問題，影響電主軸的可靠性分析。針對這一問題，本課題提出了非接觸電磁加載的方式，設(shè)計了高速電主

2、軸非接觸電磁加載試驗裝置，相對于傳統(tǒng)的接觸式加載方式，本加載方式具有無摩擦、加載力可調(diào)、無加載噪音、結(jié)構(gòu)簡單、易于操作等優(yōu)點。
　　本論文主要介紹高速電主軸非接觸電磁加載試驗裝置，其主要包括高速電主軸、非接觸電磁加載系統(tǒng)、傳感器測試系統(tǒng)等;結(jié)合MarkusAhrens動態(tài)磁場解析模型和本實驗裝置提出新的解析計算模型，通過麥克斯韋應(yīng)力張量計算在該實驗裝置中電主軸軸端導(dǎo)磁圓盤所受到的徑向力和切向力，畫出隨轉(zhuǎn)速變化加載力的變化曲線。通過

3、實測值進(jìn)行對比驗證了本解析計算模型的可行性。
　　由于電主軸可靠性試驗需要長時間進(jìn)行，加載盤渦流發(fā)熱溫度升高，因此在本文中對加載盤進(jìn)行了熱力學(xué)分析、計算，建立了加載盤的等效熱路圖，列出導(dǎo)磁圓盤的節(jié)點溫升方程組，在matlab中用四階龍格庫塔法對該節(jié)點溫升方程組進(jìn)行了求解，畫出導(dǎo)磁圓盤的溫升曲線，并與實測值的對比，驗證了本解析計算方法的可行性。
　　為保證實驗裝置的可靠性，對加載盤進(jìn)行變形分析，分析加載盤變形原因，并進(jìn)行了加載