基于压电陶瓷主轴单元可控预紧力研究.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术NO．82015年8月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueAug．2015文章编号：1001—2265(2015)08—0028—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．08．007基于压电陶瓷主轴单元可控预紧力研究术李颂华，贾垂盈(沈阳建筑大学机械工程学院，沈阳110168)摘要：作为机床的心脏，主轴单元是保障机床工作精度的核心部件，尤需倡导智能、高效、绿色、节能理念。预紧力的大小对机床主轴单元动态性能有重要

2、影响。文中分析了国内外有关轴承预紧装置的研究现状及发展趋势，简述了轴承预紧方式及大小的确定方法，结合压电陶瓷的自身特性，选用压电陶瓷作为轴承预紧力的施力部件，验证其作为电主轴预紧施力部件的可行性及预紧力对主轴振动和轴承温升影响，并进行相关实验研究。关键词：主轴单元；轴承预紧；压电陶瓷中图分类号：TH132；TG506文献标识码：ATheResearchofSpindleUnitControllablePreloadBasedonPiezoelectricCeramicLISong-hua．JIAChui—ying(Schoolof

3、MechanicalEngineering，ShenyangJianzhuUniversity，Shenyang110168，China)Abstract：Astheheartofthemachinetool，spindleunitisthekeypartforensuringtheaccuracyofthema—chinetool，especiallyinadvocatingsmart，eficient，greenandenergy—eficientideas．Thesizeofthepre—loadhasimportantin

4、fluenceondynamicperformanceofmachinetoolspindleunit．Theresearchstatusanddevelopmentalfiendaboutthebearingpreloaddeviceathomeandabroadarediscussed．memethodandthesizeofbearingpreloadisbrieflydescribed，usingpiezoelectricceramicsasmotorizedspindlebearingpreloadapplyingpar

5、tscombinedwithitscharacteristicsandpreloadinfluenceonspindlevibrationandtemperaturerisingisverified，therelatedexpefiment~researchisperformed．Keywords：spindleunit；bearingpreload；piezoelectricceramic西科技大学鹿山学院农胜隆等人设计了一种高速电主O引言轴轴承预紧力实时调节装置。根据国内外有关轴承电主轴将电机内置于机床主轴中，两者“合二为预紧

6、力多年的研究，尤其是高端主轴系统的迫切需求，”一，是高速加工数控机床的核心部件，具备结构紧轴承预紧力正向不同工况下可控调节方向发展。本文凑、质量轻、惯性小、噪声低和响应迅速等特性。轴承在轴承预紧力大小确定的基础上，选用PSt150／4／7预紧技术是高速加工电主轴的核心技术之一，对最大VS9压电陶瓷对电主轴进行轴承预紧装置设计并进行程度的发挥电主轴本身潜能起到重要作用。轴承预紧相关实验研究，验证轴承预紧力对主轴振动和轴承温后对轴承刚度和寿命的提高及振动和噪声降低有重要升影响的变化规律，提出使用压电陶瓷作为轴承可控影响；高速轻载的情况

7、下，球体公转打滑和陀螺旋转现预紧施力部件。象避免发生，球体的自旋滑动减少，进而摩擦和发热也削弱。1轴承预紧方式及大小的确定YoungKugHwang和ChoonManLee设计了轴承轴承座上的轴承安装到轴上后，使轴承中的滚动离心力预紧装置_】和电磁力预紧装置_2]。北京信息科体和内外圈间发生一定的预变形，以保持轴承内外套技大学杨庆东等用两种热膨胀率相差较大且长度不同圈都处在受压状态的一种方法就是轴承预紧。定位预材料制成双层隔套设计了轴承预紧装置。东南大学紧和定压预紧是目前高速主轴的轴承预紧主要形式。的蒋书运采用弹簧和液压缸对轴承施

8、加预紧力_4J。广通过调节垫圈厚度或套筒长度控制轴向预紧量来实现收稿日期：2015—04—01：修回日期：2015—04—20基金项目：国家自然科学基金(51375317)；辽宁省科技创新重大专项(201301001)；教育部创新团队计划(IRT1