高速电主轴热-结构耦合及选材分析

作     者：问梦飞 钟建琳 彭宝营 王鹏家 王增新 WEN Mengfei;ZHONG Jianlin;PENG Baoying;WANG Pengjia;WANG Zengxin

作者机构：北京信息科技大学机电工程学院北京100192 北京超同步股份有限公司北京101500 

出 版 物：《机床与液压》 (Machine Tool & Hydraulics)

年 卷 期：2023年第51卷第4期

页      面：158-163页

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：北京市科技计划项目(Z191100002019004) 北京市教委科技计划一般项目(KM202011232012)。 

主　　题：高速电主轴 热变形 热-结构耦合 陶瓷材料 

摘      要：高速电主轴热变形问题一直是影响加工精度的重要因素。为降低电主轴的温升和轴向热伸长量,对某电主轴的热源及热边界条件进行分析,利用ANSYS Workbench软件进行热-结构耦合仿真,得到电主轴温度场和热结构耦合场;搭建实验台测试电主轴系统的温度场和轴向热伸长,验证有限元模型建立的正确性。最后选用38CrMoAl、ZrO_(2)、Si_(3)N_(4)、玻璃陶瓷作为主轴材料进行热-结构耦合对比分析。结果表明:陶瓷材料在热态性能方面优于钢材,玻璃陶瓷材料热态性能最好。