摘要：对SCM-Ⅱ型电主轴做了简要介绍,对电主轴传统的冷却技术进行了研究,并设计了一种新型的高速电主轴冷却系统,应用于SCM-Ⅲ型电主轴。经电主轴温升试验测定,采用该新型冷却系统的电主轴主轴温升降低了15·66℃。该新型冷却系统能很好的解决高速电主轴的内部散热问题。

摘要：主轴磁通作为高速电主轴机电能量转换的唯一媒介,在高速电主轴的运行过程中,磁通的大小和稳定性将决定主轴的转矩输出能力和转速差的大小,是高速电主轴设计与控制的重要参数。因此为了保证高速电主轴运行时主轴的磁通恒定不变,从高速电主轴的稳态性能出发,根据高速电主轴电路等效的基本思想和变频调速原理,论述主轴在U/f控制下低频运行时磁通减弱的原因,并推导出确保磁通恒定的电压补偿公式。在此基础上,通过转差频率将电磁转矩与主轴的转速差联系起来,导出转速差与电磁转矩、定子电流之间的关系式,作为主轴频率变化时磁通是否恒定的依据。结果表明,在U/f控制下,按电压补偿公式进行电压补偿后,主轴的转矩输出能力不受频率变化的影响;通过空载电流对磁通的稳定性判断与理论分析相符;主轴转速对径向圆跳动量的影响直接反映了主轴运行过程中磁通的脉动程度、转矩的控制精度以及主轴的动平衡特性。

摘要：为了分析高速电主轴的动态和热态特性,设计了一套基于Lab VIEW的高速电主轴振动和温度数据采集系统。该系统主要由压电式加速度传感器、一体化温度传感器、数据采集卡、变频器和计算机组成,使用Lab VIEW2009虚拟仪器开发平台,实现了高速电主轴运行中振动和温度信号的实时采集处理、波形显示以及信号存储。

摘要：为考察多因素耦合作用下对高速电主轴热误差的影响状况,提出一种基于无线通信技术的正交试验设计新方法。设计了由温度传感器PT100、微处理器STM8S和无线收发模块nRF905等组成的温度采集标签,可实现分布测点温度信号的智能无线监测,满足了多因素热误差实验以及数据获取的便捷性;基于正交试验法设计了实验方案,既减少了实验次数,又解决了多因素水平数参次不齐的问题;通过直观、极差、方差数据分析,结果表明:冷却因素对于热误差的影响最大,运行时间次之;主轴运行时的最优方案为冷却水温度18℃~20℃,冷却水流量2.5 L/min,转速20000 r/min,运行时长30 min。

摘要：为了减少热误差对电主轴加工精度的影响,需要建立电主轴的热误差补偿系统,而补偿系统的性能主要取决于热误差预测模型的准确性和模型输入的温度质量。为保证输入模型的温度质量,采用模糊C-均值聚类和灰色关联分析相结合的综合算法优化温度测点,将温度测点的数量由10降至3个,以某台电主轴为试验对象,以电主轴转速为7 000 r/min的温度变量为输入,热误差变量为输出,采用自适应神经模糊推理系统建立了电主轴的热误差预测模型,并以转速为5 000和9 000 r/min的实验数据作为验证,结果表明,建立的ANFIS热误差预测模型可以有效地预测电主轴的热误差,预测模型的残差小于1μm。最后,与误差反向传播神经网络进行对比,结果表明该预测模型具有更高的精度和抗干扰能力。

摘要：针对高速电主轴的热源及热误差问题进行了研究。阐述了基于多通道数据采集卡与虚拟仪器技术的高速电主轴在线温升及轴向热伸长测试系统的整体设计方法。测试系统硬件由多功能数据采集卡和高精度位移、温度传感器组成,并在LABVIEW平台上以图形化方式编写测试系统配套软件,实现了对信号的实时采集、存储与回放,并对数据进行处理和分析。实验结果表明,该测试系统运行稳定、可靠,达到了预期的效果。

摘要：采用阶次分析和试验模态测试相结合的方法对电主轴运行状态进行振动测试与分析,研究导致高速电主轴高速运行中振动加剧的原因,确定高速电主轴及机床结构在设计、制造与部件缺陷等方面存在的导致振动异常的多种原因。研究结果表明,阶次分析和试验模态测试相结合是一种有效的用于数控加工中心状态监测与诊断的测试分析方法。

摘要：自动松锁刀装置是高速电主轴中的重要组成部分,其松锁刀可靠性是电主轴提高加工效率和加工精度的重要保证。基于伺服驱动和谐波减速传动原理设计的高速电主轴自动松锁刀装置,在结构上进行了创新,设计了谐波减速机构、滚珠丝杠副等中间传动环节,谐波减速机构的减速比可以达到70~500;松锁刀装置采用开环伺服驱动控制,不需要检测装置,控制辅助时间缩短。建立了刀具夹紧力数学模型,对影响刀具夹紧力的中间传动环节进行了分析研究,刀具夹紧力范围宽,可以在5~115 kN的范围内变化,可广泛应用于加工中心、数控机床等高速机床中,使用柔性好。结果表明:整个松锁刀装置具有体积小、重量轻、惯性小、速比高、负载能力强、生产效率高、加工精度高等优点。

摘要：针对滚动轴承非线性支承的特点 ,本文应用滚动轴承的拟静力学分析方法 ,结合轴系动力学特性分析的有限元法和模态分析法 ,对以滚动轴承为支承的轴承内圆磨床高速电主轴的轴系转子动力学特性进行了理论分析和试验研究 ,编制了具有实际应用价值的计算机程序 ,实现了以滚动轴承为支承的轴承内圆磨床高速电主轴轴系转子动力学特性设计的计算机分析计算 ,提高了设计精度和可靠性。

摘要：油气润滑是高速电主轴最高效的冷却润滑方式,然而要达到最佳的润滑效果必须针对不同型号轴承以及不同工况设定准确的油气润滑参数,这就需要可靠的试验装备进行大量的试验分析。为此搭建模拟电主轴运行工况的实验平台,设计油气润滑系统并设计一种兼具油气混合器和油气分配器功能的油气混合分配器。试验结果表明:试验平台最佳的转速范围为0~30 000 r/min,满足高速机床主轴试验的转速要求;油气混合分配器供油误差满足±10%的行业标准,使用寿命达到12万次。因此搭建的试验平台和油气润滑系统对高速电主轴油气润滑参数的试验研究有较高的可靠性。