摘要：为解决电主轴步进多应力加速退化试验针对模型参数优化设计时部分模型参数估计精度低的问题,提出了一种新的步进多应力加速退化试验方案优化设计方法。利用敏感性分析方法、应力综合重要度确定加速退化试验中加速模型的各参数权重,基于Ds准则与各参数权重提出了一种新的优化设计准则,结合遗传算法给出了优化流程。最后,以国产电主轴为例,对其加速退化试验方案进行了优化设计,将结果与现有准则进行对比,验证方法的有效性。

摘要：考虑滚动轴承径向刚度随转速非线性变化,运用传递矩阵法对电主轴的临界转速和静刚度特性进行了系统的研究,用Matlab工具开发了一套具有自主知识产权的动态计算分析软件。以某款精密高速(51 000r/min)磨削用电主轴为对象,分析了主轴结构参数与砂轮参数对主轴动态特性的影响,并对主轴结构进行了优选设计。结果表明,基于传递矩阵法编制的电主轴动态设计软件运行可靠、操作简便,可应用于电主轴的动态设计与快速开发。经优选设计后,电主轴的一阶临界转速和主轴端静刚度均有较大幅度的提高。

摘要：为实现电主轴加速寿命试验时间设计,首先根据电主轴首次故障时间服从威布尔分布的特性,以可接受的可靠度所对应的首次故障时间为基准设计了可靠性试验时间。然后,结合修正Miner线性累积损伤理论及程序载荷谱,建立试验的加速因子模型,从而定量地确定了加速寿命试验的加速因子及试验时间。最后,基于故障率的先验分布和后验分布进行了可信性验证。试验结果表明本文方法可行,可为加速寿命试验方案设计提供依据。

摘要：为提高热特性有限元分析精度,提出了基于数字孪生的电主轴热特性分析方法。搭建基于IoT数据采集系统的电主轴热特性数字孪生物理空间,设计开发基于Java、ANSYS、MATLAB联合编程的热特性数字孪生系统,提出了基于关键测温点温度的热边界条件修正模型,实现了物理空间与虚拟空间的数据映射及热特性数字孪生。实验结果表明,热特性数字孪生体的温度精度达98%,热变形精度达95%,有效提高了热特性有限元分析精度。

摘要：介绍了高速机床用电主轴优良特性及其应用现状·结合磨用电主轴单元的研制实践,探讨了高速电主轴单元设计制造中的结构布局型式设计,研究了电主轴轴承的选用,陶瓷轴承的力学性能分析和轴承轴向预负荷的确定,分析了电主轴单元的冷却与润滑系统的设置·高速电主轴的性能试验表明,该型电主轴设计合理,动、静态性能指标符合要求,为其在高速机床上的实际应用提供一定的技术依据·

摘要：为了保持动静压轴承支承电主轴的服役精度,提出采用电磁力消减静动态加工力的方案并研制了一套磁力减载系统。以磨床为例,建立电主轴系统的动力学模型,获取了载荷与轴端位移的关系;估算了磨削加工时产生的静态和动态加工力,提出了服役精度保持的静/动载荷需求;设计并建造了磁力减载系统,包括结构和测控两个模块;其中,结构模块特色在于磁力减载组件配备有万向支撑方案,测控模块支持开环和闭环两种控制策略;设计专项试验验证了减载系统的性能。研究结果表明:不转时减载组件可实现约35 N静载和28 N幅值谐波动载功能,初步证明采用电磁技术消减机床加工力是可行的。针对引入减载装置的电主轴系统,采用人工调节电流的开环控制策略更有效。

摘要：为解决电主轴因内部温度场复杂而造成冷却效果差的问题,设计了一种用于电主轴冷却的水冷机系统。根据电主轴热特性分析结果,提出了水冷机冷却方案,计算了相关的传热参数,并建立了电主轴温度-流速控制模型。然后,利用ANSYS Fluent软件对电主轴进行了流体冷却有限元仿真,并通过电主轴冷却实验对仿真结果进行了验证。通过对比仿真结果和实验结果可知,冷却后电主轴电机定子最高温度约下降了60%,转轴的形变量约降低了70%。结果表明:利用水冷机系统对电主轴进行冷却具有良好的冷却效果,这可为高精密机床主动热控制技术的研究提供一定的借鉴和参考。

摘要：为满足高速高性能电主轴系统快、稳、准的控制要求,结合免疫遗传算法寻优速度快及模糊神经网络控制不依赖主轴系统模型的优点,设计了一种将模糊逻辑控制、径向基函数(Radical basis function,RBF)神经网络和免疫遗传算法进行有机结合的高速电主轴系统全局优化的控制策略,并将该智能控制策略成功应用于高速电主轴系统双闭环矢量控制系统的转速控制器中。通过免疫遗传算法对该智能控制器三类参数的同步优化取得了最佳控制效果,从而实现了对主轴输出转速的精确控制。试验和仿真结果验证了所设计的控制器能够精确控制主轴的输出转速,而且当高速电主轴受到突加负载冲击时,具有很好的抗干扰性能及较强的鲁棒性,使主轴系统具有优良的动、静态性能,实现了高品质驱动。

摘要：具有空间复杂曲面加工能力的六轴联动的并联机床 ,动平台倾斜角一般应在左右 ,甚至更大。在动平台中心安装上电主轴后 ,由于动平台倾斜角的原因 ,在并联机床理论工作空间内 ,电主轴与 6根变长驱动杆之间可能会发生干涉 ,而且电主轴尺寸的不同 ,干涉发生范围也不同。本文讨论了电主轴与 6根驱动杆之间干涉计算问题 ,给出了干涉校验计算方法和公式 ,并用MATL AB5 .2软件设计了运行程序 ,这对已制造的并联机床 ,可作干涉校验 ,确定工作空间内电主轴的结构尺寸 ,或根据新的电主轴尺寸重新确定机床工作空间 ;对新的设计 ,先选定电主轴后 ,其尺寸参数 ,可作为干涉约束条件 。

摘要：通过引入同极型径向主动磁悬浮轴承(AMB)和轴向永磁轴承(PMB)建立了低损耗磁悬浮电主轴试验装置,给出了主要设计过程和结构参数,分析了磁悬浮电主轴的动态性能,并通过系统的高速旋转试验进行了验证.研究结果表明:该试验装置结构简单,功耗较小,能够平稳越过前2阶临界转速并在40 000r/min稳定运行,最大振幅为7μm.