高速电主轴非接触式加载可靠性试验系统设计开题报告

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1、南京工程学院毕业设计开题报告课题名称：高速电主轴非接触式加载可靠性试验系统设计 学生姓名：党睿学号：201110806指导教师：李雪副教授所在院(系)部：机械工程学院专业名称：机械电子工程2015年03月18日说明1．根据南京工程学院《毕业设计(论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达

2、要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名党睿学号201110806专业机械电子工程指导教师李雪职称副教授所在院(系)机械工程学院课题来源自拟课题课题类型工程技术研究课题名称高速电主轴非接触式加载可靠性试验系统设计 毕业设计的内容和意义一、课题背景：2

3、0世纪20年代末，高速切削技术以其高效、低耗的特性受到各国学者的青睐，政府也给予了相当的关注与支持，使其得到了快速发展。90年代初，高速切削技术的日趋成熟推动了高速数控加工机床行业的蓬勃发展，并迅速在航天制造业，汽车制造业，轻工制造业取得了骄人的成绩，尤其是高频变频技术的推广与应用使得融合多种尖端技术的高速电主轴技术应运而生，成为了高速加工机床的核心技术，它能够满足高速切削时“高速度、高精度、高可靠性及小振动”的要求，在车削，铣削，磨削等诸多领域均有涉及，尤其是在高精密仪器关键功能 部件的制造方面也有其不可替代的作用。高速电主轴性能的好坏与工作可靠性直接影响到高速加工机床

4、整机的加工性能与工作可靠性。二、课题内容：1.提出电主轴作为一种高速加工设备，在高速切削时如果受到轻微的扰动就有可能对电主轴的工作性能产生巨大的影响，这种影响甚至有可能是破坏性的。毕业设计的内容和意义可靠性对于高速电主轴来说尤为重要，其稳定性以寿命对整个母机是否能在规定时间规定条件下完成规定的任务有着重要影响，同时影响整个工时、加工精度和加工成本。随着高新技术的引入及相关学科的发展，高速电主轴的转速、轴承性能、冷却散热性能、控制系统性能等指标都有提高，然而可靠性问题却一直是困扰数控装备及系统发展的主要问题之一，特别是国产数控装备可靠性问题更加突出。2.解决办法必须着手进行

5、数控设备可靠性的系统研究，对其关键部件电主轴的可靠性进行系统全面研究实验，以完善数控设备面向并行工程和全寿命周期的可靠性设计和故障分析的实用技术。为了准确反映高速电主轴的实际工况，对电主轴进行可靠性试验，本文设计了一套能同时模拟实现主轴所受扭矩、径向力和轴向力的加载系统——利用电力测功机实现扭矩加载、非接触式激振器实现径向加载、自行设计的电磁铁实现轴向加载。该系统不但能完成对电主轴的动态加载，还可以检测出电主轴在加载过程中的基本性能参数和故障指标参数，并收集故障数据，绘制故障数据曲线并做出可靠性分析，提高电主轴的可靠性3.设计内容本文针对转速18000r/min、功率为2

6、2Kw的电主轴进行加载实验设计，为电主轴的可靠性研究提出了一种新方法。主要内容如下：1．综述了可靠性和电主轴可靠性的研究现状。2．电主轴结构原理介绍和针对选用的电主轴进行受力计算。3．电主轴加载设计——扭矩加载、轴向力和径向力加载。4．电主轴检测控制系统设计和相应设备的选用。5．其他辅助零件设计如电主轴的夹持支撑机构，最后完成其整体结构的设计。三、课题意义:近年来，激烈的市场竞争以及庞大的市场需求对高档数控机床提出了更高的要求，高速电主轴作为数控机床主要的核心部件，具有响应时间快、惯性较小、重量较轻、节省空间等优点，同时，高速电主轴运转更加稳定，工作效率较传统意义上的电机

7、皮带传动系统大大提高，所以，电主轴性能的好坏也被认为是衡量数控机床是否稳定可靠的一项重要指标之一。高速数控机床的工作性能，首先取决于高速主轴的性能。模拟电主轴的实际工作状态，研制开发其可靠性试验台对于提高高速数控机床整机的MTBF水平具有重要意义。高速电主轴作为现代高速加工技术的核心技术之一，其在高性能机床上的广泛应用，不仅大幅度提高了加工效率，改善了产品质量，降低了生产成本，在为社会创造巨大物质财富的同时，更促进了新材料、新技术的推广与应用，带动了相关产业的发展。研究高速电主轴技术，一方面可以打破先进国家对我国的技术垄断，提