超高速磨削电主轴热特性分析
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  • 英文篇名:Thermal Characteristics Analysis of Ultra High Speed Grinding Electric Spindle
  • 作者:张闯 ; 刘保国 ; 冯伟
  • 英文作者:ZHANG Chuang;LIU Bao-guo;FENG Wei;School of Mechanical and Electrical Engineering,Henan University of Technology;Henan Key Laboratory for Superabrasive Grinding Equipment ,Henan University of Technology;
  • 关键词:同步电主轴 ; 有限元 ; 温度场分析 ; 热-结构耦合
  • 英文关键词:synchronous motorized spindle;;finite element method;;temperature field analysis;;thermal-structural coupling
  • 中文刊名:ZHJC
  • 英文刊名:Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
  • 机构:河南工业大学机电工程学院;河南工业大学河南省超硬磨料磨削装备重点实验室;
  • 出版日期:2019-04-20
  • 出版单位:组合机床与自动化加工技术
  • 年:2019
  • 期:No.542
  • 基金:NSFC-河南联合基金重点项目资助(U1604254);; 河南工业大学高层次人才科研启动基金项目资助(2017BS010);; 省属高校基本科研业务费专项基金项目资助(2018QNJH04)
  • 语种:中文;
  • 页:ZHJC201904010
  • 页数:4
  • CN:04
  • ISSN:21-1132/TG
  • 分类号:46-49
摘要
为了探明超高速磨削电主轴的内部温度情况,以及各部分温升引起的部件变形,文章以内装同步电机电主轴为研究对象,分析了其热量传递过程,计算了电主轴电机定子和轴承的发热量及各部分对流换热数,并对其稳态温度场、瞬态温度场及热-结构耦合场进行了分析。分析结果表明电主轴内部温度分布是极不均匀的,前后轴承与定转子之间存在很大的温差,各部件不同的热膨胀量造成了主轴轴头部分的热变形,影响了电主轴的精度和稳定性。
        In order to find out the internal temperature of the ultra-high-speed grinding electric spindle and the deformation of the components caused by the temperature rise of each part, the paper takes the electric spindle of the synchronous motor as the research object, analyzes the heat transfer process, and calculates the heat generation of the stator and bearing of the electric spindle motor and the number of convective heat transfer of each part, and the steady-state temperature field, transient temperature field and thermal-structure coupling field were analyzed. The analysis results show that the internal temperature distribution of the electric spindle is extremely uneven. There is a large temperature difference between the front and rear bearings and the stator and rotor. The different thermal expansion of each component causes the thermal deformation of the spindle shaft part, which affects the accuracy and stability of the electric spindle.
引文
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