高速電主軸熱態(tài)特性的ansys仿真分析

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1、萬方數(shù)據(jù)第35卷第1期蘭州理工大學(xué)學(xué)報v()L35Na12009年2月JoumalofLanzhouUmversityofTecllnologyFeb．2009文章編號：1673—5196(2009)01-0028_04高速電主軸熱態(tài)特性的ANSYS仿真分析王保民k2，胡赤兵1’2，孫建仁L2，劉洪芹1’2(1．蘭州理工大學(xué)數(shù)字制造技術(shù)與應(yīng)用省部共建教育部重點實驗室，甘肅蘭州730050I2．蘭州理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，甘肅蘭州730050)摘要：分析高速電主軸的發(fā)熱和散熱特性，建立高速電主軸熱態(tài)分析有限元模型．運(yùn)用ANS

2、YS有限元軟件，分析熱穩(wěn)定狀態(tài)下電主軸的溫度場分布以及冷卻潤滑系統(tǒng)對電主軸溫升的影響．分析結(jié)果表明，提高電主軸現(xiàn)有冷卻潤滑系統(tǒng)的冷卻效率可有效控制軸承的溫升，但對轉(zhuǎn)子軸的溫升影響很小，要有效控制轉(zhuǎn)子軸的溫升和提高電主軸的精度和壽命，必須研究轉(zhuǎn)子軸的冷卻途徑和方法．同時，仿真分析轉(zhuǎn)速對電主軸溫升的影響，揭示電主軸溫度場分布的非線性特征，為電主軸溫升的在線監(jiān)測和控制提供理論依據(jù)．關(guān)鍵詞：高速電主軸；熱態(tài)特性，仿真分析；ANSYS中圖分類號：TG659文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ASimulationanalysisofthe咖aIchara

3、cteristicsofhigh_speedmotorizedspindlebyusingANSYSWANGBa0_minl”，HUChi_bin91”，SUNJia"renl”，LIUHon驢qinl’2(1．KeyLaboratoryofDigitalM粕ufact“ngTechn0109)，andApplicati∞，TheMinist巧ofEducation，L丑皿h0IlUn．v．of風(fēng)h，Lanzhou730050，Chim；2．collegeofMechar盱ElectrollicErIgine甜ng，L丑

4、皿houU試v．0fkh，Laf屹hou730050。Chim)Abstract：Thefiniteelementmodelofhigh_speedmotorizedspindlewasbuiltupforitsthemalanalysisbyanalyzingitsheatgenerationandheatradiatiorLWiththehelpofANSYSfiniteelementsoftware，thetemperaturefieldinthemalequilibriumstateandtheeffectofc

5、oolingandlub^catingsystemofmotorizedspindleontemperaturerisewereanalyzed．Simulationresultsshowedthat，byimprovingthecoolingeffi—ciencyofcoolingandlubricatingsystemofmoto“zedspindle，thetemperatureriseofbearingcouldeffec—tivelybecontrolle文Thismethodhas，however，littl

6、eeffectonthetemperatureriseofrotorshaft．TherPforeinordertoeffectivelycontrolthetemperatureriseofrotorshaftandimprovetheaccuracyandservicelifeofmotorizedspindle，newheatradiationwaysofrotorshaftmustbedeveloped．Furthermore，theeffectofrotationspeedonmotorizedspindlet

7、emperaturerisewasanalyzedandthesimulationresultre—vealedthenonlinearcharacteristicsofthemotorizedspindletemperaturefieldandprovidedatheoreticalfoundationforon-linetemperatureinspectionandcontrolofmotorizedspindl己KeywolldIs：high-speedmotorizedspindle；themalcharact

8、eristics；simulationanalysis；ANSYS以高速切削、高速進(jìn)給、高精度加工為主要特征的高速加工技術(shù)是當(dāng)代四大先進(jìn)制造技術(shù)之一，是繼數(shù)控技術(shù)之后使制造技術(shù)產(chǎn)生第二次革命性飛躍的一項高新技術(shù)．它不僅具有極高的生產(chǎn)率，而且可顯著地提高零件的加工精度和表面質(zhì)量[卜3

9、．高速電主軸是高速數(shù)控機(jī)床的核心部