木材加工高速電主軸動態(tài)特性試驗研究.pdf

1、現代木材加工工業(yè)中，廣泛采用的是高速電機與主軸合二為一的高速電主軸結構形式，電機轉子裝配在旋轉的主軸上，主軸可以直接裝卡刀具，因而高速電主軸具有結構緊湊、節(jié)能高效的特點。木材加工高速電主軸是將金屬加工電主軸技術應用于木材加工機械中，結合高速切削原理和木材加工工藝要求而發(fā)展起來的核心部件，集成了高速電機、主軸系統、自動刀具交換系統、多功能加工單元等技術。
　　由于電主軸加工的對象是木材，其結構材質與金屬材料有很大的不同，在切削過程中

2、所產生的切削力變化較大，更易產生振動。同時，電主軸的動態(tài)特性決定了電主軸的加工精度，機械振動會使刀具破損，增加主軸軸承所承受的動載荷，降低軸承的精度和壽命，影響加工精度和表面質量。因此，在電主軸的設計階段，必須對它進行動力學特性分析，以確定其各階固有頻率、臨界轉速以及空載時的振動情況。
　　本論文以高速木材加工中心電主軸為研究目標，通過對高速電主軸結構和動靜態(tài)特性的分析：測試和計算電主軸的固有頻率和臨界轉速；對電主軸進行階次分析；

3、對主軸結構進行設計，利用B&K的PULSE系統對設計的主軸進行模態(tài)和階次的分析，為優(yōu)化主軸結構和改善電主軸的動靜態(tài)特性提供必要的理論依據。
　　本論文研究了一般主軸系統動靜態(tài)特性和多種振動分析方法的基本理論知識，分析了影響電主軸的結構特點和電主軸動靜態(tài)特性的主要因素及其對結構設計的要求，主要進行了如下幾部分工作：
　?。?）分析了電主軸的結構特點和影響電主軸動靜態(tài)特性的主要因素及其對結構設計的要求，對關鍵部件進行了設計：采用

4、轉子和定子分離式結構的無外殼電機、背靠背組配的角接觸球軸承、一次性永久脂潤滑、獨立風扇驅動的風冷冷卻方式和加大散熱面積的電主軸殼體等。
　　（2）通過錘擊法、工作模態(tài)分析和升速法三種方法測試并對結果進行比較驗證，得出：電主軸的一階臨界轉速84600 r·min-1遠大于電主軸的最大轉速18000 r·min-1，不會產生自激振動，可以保證加工精度。
　　（3）分析比較頻譜分析、時域分析和階次分析等多種譜分析方法，闡述了階次分