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1、⑧；嘲2007機(jī)械工程全國博士生學(xué)術(shù)論壇2007年8月電主軸用高速軸承技術(shù)及其發(fā)熱分析馬丙輝，盧澤生(哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院，哈爾濱150001)摘要：高速加工需要高轉(zhuǎn)速的機(jī)床，電主軸作為機(jī)床高速化的發(fā)展方向，在高速加工中得到越來越廣泛的應(yīng)用。高速軸承技術(shù)是電主軸的關(guān)鍵技術(shù)，其技術(shù)水平?jīng)Q定了電主軸的轉(zhuǎn)速及承載能力。同時(shí)，軸承的摩擦功率產(chǎn)生的熱量，使得電主軸溫度升高，產(chǎn)生一定熱應(yīng)力和熱變形，影響加工精度。因此，有必要對(duì)軸承的摩擦功率進(jìn)行深入研究。文中研究了電主軸中幾種常見的軸承支撐技術(shù)，從理論和實(shí)際應(yīng)用上分析了其摩擦功率大
2、小，可以為電主軸的軸承設(shè)計(jì)提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：電主軸；高速軸承技術(shù)；電機(jī)功率損耗；軸承摩擦功率HighSpeedBearingsT_eChnOIOgyandItsThermaIAnaIySiSOfMOtOrizedSpindIeMaBiIlghui，LuZesheng(HarbinIIlsⅡtuIeofTecllIIoIo留SchoolofM∞llalronicsEngin∞r(nóng)in呂Harb加15∞01)Abst-tct：Highspeedm∞hiningneedslligllrotatiIlgspeedmachilIet
3、ool，motorizcdspindIeistIIedeveIopingaimofllighspeedmachilIetools，h舔broadly印pIiedinhighspeedmaclliIIill呂Highspeedbearingsa心t11epiVotaltecllIIologyinmotori∞dspindle，theteclIIlologyIevclofbe響gsIiIIl“mtatiIlgspeed鯽dloadiIlgc印ac時(shí)illmotorizedspindle，趴dtlle銜ctionpowerof
4、bearjh筍bringheat，∞tIseccmpe豫clIreiIIcm嬲jfl呂SomoforizedspiIIdIeisiIltlIe咖als打船s觚dbrou曲ttIle鋤aIdistortjoIl'w塒chinnuencemachiniIIgprecisionofmotorizedspiIldle．Itisessentialt0iIlvcstigate銜c“onpowerofbearin筍deeply．Intllep印er，bearingstechoIogiesarestudied，銜c石onpowerarc
5、calculatedb叢edontlleory齜d印pIicatioII'wrhichpmvidetIleorysupplyforbcariII筍designofmotor協(xié)dspilldle．bywOrds：motorizedspindIe；highspeedbearilIgstecIIIlology；motorpowerw骶tage：bearings餓ctionpower1引言以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工精度為特征的高速加工，是繼數(shù)控加工技術(shù)之后，制造技術(shù)產(chǎn)生作者簡介：馬丙輝(1979m5)，男，安徽阜陽，哈爾濱
6、工業(yè)大學(xué)機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)，在讀博士研究生。E-mail：mabingllui_11it@yaIloo．com．cn813⑧；嘲2007機(jī)械工程全國博士生學(xué)術(shù)論壇2007年8月的又一次革命性飛躍的先進(jìn)技術(shù)，與精密加工、高能束加工和柔性自動(dòng)化加工一起被稱為當(dāng)代四大先進(jìn)制造技術(shù)。高速加工技術(shù)的發(fā)展，促使了機(jī)床的一個(gè)發(fā)展方向——機(jī)床高速化。目前，某些國外廠商的三軸、五軸高速加工中心可以達(dá)到30000～60000r／min的轉(zhuǎn)速，我國沈陽第一機(jī)床廠生產(chǎn)的Bw60Hs高速加工中心轉(zhuǎn)速可達(dá)l6000r／rnin。隨著變頻調(diào)速和電
7、機(jī)矢量控制技術(shù)的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈長度縮短為零，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的“零傳動(dòng)”，這種主軸電動(dòng)機(jī)和機(jī)床主軸合為一體的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，稱之為主軸單元，即為電主軸(Motorizedspindle)l“。電主軸由內(nèi)裝式電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，省去了皮帶、齒輪、聯(lián)軸節(jié)等中間變速和傳動(dòng)裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、振動(dòng)小以及相應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，并且可以實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)速范圍和無極調(diào)速。電主軸是機(jī)床主軸與電機(jī)主軸融合為一體的新技
8、術(shù)產(chǎn)品，它融合技術(shù)主要有：變頻調(diào)速技術(shù)、高速軸承技術(shù)、冷卻裝置、潤滑裝置和關(guān)鍵制造裝配技術(shù)，其中高速軸承技術(shù)是電主軸中的關(guān)鍵的技術(shù)，因?yàn)檩S承轉(zhuǎn)速能力決定了電主軸的轉(zhuǎn)速范圍，軸承的發(fā)熱量將導(dǎo)致電主軸溫度升高，影響電主軸性能。確切分析不同軸承技術(shù)和摩擦功率，為電主軸的設(shè)計(jì)及熱態(tài)研究提供依據(jù)，這便是本文研究所在。2高速軸承
