高速主轴系统热特性分析与实验

• 作者: 施虎 杨军 梅雪松 王新孟 赵亮 马驰
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 高速主轴 轴承拟静力学分析 接触热导 温度场 热变形
• 年，卷（期）: 2015,（11）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 2092-2102
• 页数: 11页
• 分类号: TH161|TG532
• 字数: 6174字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2015.11.009

摘要

为了在设计阶段避免高速主轴在实际加工中由于温升过高可能会引起加工精度降低的问题,构建高速主轴的三维有限元模型(FEA)进行瞬态热-结构耦合分析.但传统热特性分析模型中,没有考虑结合面间接触热导致仿真精度较低,该有限元模型考虑接触热导对仿真结果的影响.利用Weierstrass-Mandelbrot函数表征轴承表面的粗糙形貌,利用功率谱法与粗糙表面形貌数据对分形参数进行辨识,并提出接触力学模型以计算用于接触热导建模的接触参数.最终,提出几何-力学-热综合预测模型计算结合面间的接触热导,有效避免统计学方法的不准确性与实验测量法通用性不强的缺陷.利用电机效率分析与轴承拟静力学分析法,分别求解电机与轴承热功率.由雷诺数判定流体的流动状态,并依据努塞尔数计算主轴部件的对流换热系数.将上述边界条件施加到该有限元模型对温度场与热变形进行仿真,并进行热特性实验验证该有限元模型的有效性.结果表明,该有限元模型的仿真精度明显优于不考虑接触热导的热特性分析模型.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	梅雪松	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	146	1489	22.0	28.0
2	杨军	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	107	709	15.0	20.0
3	赵亮	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	53	545	14.0	22.0
4	马驰	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	9	105	6.0	9.0
5	施虎	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	14	132	7.0	11.0
6	王新孟	西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室	5	49	4.0	5.0