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基于NewSpilad的高速电主轴静动态特性分析与研究

戴玉红 侯亚茹 任慧玲 朱晓峰

戴玉红, 侯亚茹, 任慧玲, 朱晓峰. 基于NewSpilad的高速电主轴静动态特性分析与研究[J]. 制造技术与机床, 2024, (3): 115-119. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.016
引用本文: 戴玉红, 侯亚茹, 任慧玲, 朱晓峰. 基于NewSpilad的高速电主轴静动态特性分析与研究[J]. 制造技术与机床, 2024, (3): 115-119. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.016
DAI Yuhong, HOU Yaru, REN Huiling, ZHU Xiaofeng. Analysis and research on static and dynamic characteristics of highspeed motorized spindle based on NewSpilad[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (3): 115-119. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.016
Citation: DAI Yuhong, HOU Yaru, REN Huiling, ZHU Xiaofeng. Analysis and research on static and dynamic characteristics of highspeed motorized spindle based on NewSpilad[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (3): 115-119. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.016

基于NewSpilad的高速电主轴静动态特性分析与研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.016
详细信息
    作者简介:

    戴玉红,女,1977年生,本科,高级工程师,研究方向为床机械设计。E-mail:daiyuhong@jcs.gt.cn

    通讯作者:

    侯亚茹,女,1991年生,硕士研究生,工程师,研究方向为机床机械设计。E-mail:houyaru@jcs.gt.cn

  • 中图分类号: TH122

Analysis and research on static and dynamic characteristics of highspeed motorized spindle based on NewSpilad

  • 摘要: 文章通过NewSpilad软件对电主轴进行静态和模态分析,探究轴承预紧力和主轴悬伸量对主轴刚度及固有频率影响。结果表明:调整轴承的预紧力对主轴径向刚度影响很小,变化量在20%以下;轴向刚度影响较大,变化量在50%以上;对主轴的固有频率影响较小,最大变化量为24%;增加悬伸量对主轴轴向刚度影响较小,变化量在5%以下;对径向刚度影响较大,变化量在13%左右;一阶固有频率有提升趋势。并通过主轴静动态特性测试试验验证,对比发现有限元分析结果与实际测试结果误差在10%以下。该研究结果为主轴静动态特性分析提供理论基础,进一步提升了主轴设计开发能力。

     

  • 图  1  构建几何模型输入界面

    图  2  构建的几何模型

    图  3  轻预紧力轴径向位移

    图  5  重预紧力轴径向位移

    图  4  中预紧力轴径向位移

    图  6  轻预紧力的固有频率

    图  7  中预紧力的固有频率

    图  8  重预紧力的固有频率

    图  9  悬伸量75 mm时的径向位移、轴向位移、固有频率

    图  10  悬伸量85 mm时的径向位移、轴向位移、固有频率

    图  11  X轴径向刚度测试

    图  12  Y轴径向刚度测试

    图  13  Z轴轴向刚度测试

    图  14  模态测试

    图  15  主轴模态测试结果

    表  1  预紧力与刚度关系

    预紧力/N 径向刚度/(N/μm) 轴向刚度/(N/μm)
    368 161 101
    1 472 192 186
    3 218 210 279
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    表  2  悬伸量对刚度和频率的影响

    悬伸量
    a/mm
    径向刚度/
    (N/μm)
    轴向刚度/
    (N/μm)
    一阶固有
    频率/Hz
    65 191 186 450.2
    75 165 181 567.6
    85 143 174 579.2
    下载: 导出CSV

    表  3  主轴实测静刚度

    方向 实测刚度/(N/μm) 理论刚度/(N/μm)
    X 198.465 191
    Y 203.019 191
    Z 190.671 186
    下载: 导出CSV

    表  4  理论实际对照表

    实测值/Hz 理论值/Hz
    1阶 468 450.2
    2阶 652 639.9
    3阶 673 645.7
    4阶 858 877.2
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 录用日期:  2024-01-11
  • 修回日期:  2023-12-11

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