加工中心主轴温升实验装置的设计.pdf

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1、DesignandResea『ch设计与研究加工中心主轴温升实验装置的设计李继堂(亿达日平机床有限公司，辽宁大连116023)摘要：为了检验主轴的制造和装配质量，利用实验装置模拟主轴实际工作状况进行温升测试，把温升数据采集下来输入计算机进行数据分析，绘制出主轴温升曲线图或图表，通过技术分析判定主轴的整体质量。关键词：实验台~jn-r中心主轴温升润滑冷却中图分类号：TG659文献标识码：BDesignofmachiningcenterspindletemperaturerisetestdeviceLIJitang(YidaNippeiMachineToolCo．，

2、Ltd．，Dalian116023，CHN)Abstract：Inordertotestthemanufacturingandassemblyqualityofthespindle，experimentdevicewasusedtosimulatetheactualworkingconditionsoftemperatureriseofspindletest．Thetemperaturerisedatawascollectedandinputintothecomputerfordataanalysis．Drawthespindletemperaturerisec

3、urvegraphorchart，anddeterminetheoverallqualityofspindlethroughtechnicalanalysis．Keywords：Experimental；SpindleofMachiningCenter；TemperatureRise；LubricateandCool以加工中心机床为代表的现代制造业正向着高速流带走，另一部分通过轴承内外环传递到机床体上，当度、高精度、高可靠性的方向发展，对主轴的技术要求温度上升到一定高度时发热量等于散热量，即达到热越来越高，目前主轴转速已达上万转每分、精度也达到平衡。主轴系统的零

4、部件制造精度、装配质量将会直了微米级。因此主轴系统的热特性对加工中心机床的接影响主轴的温升。工作可靠性和精度保持性起着至关重要的作用。主轴2主轴实验台技术要求在工作时其前后支撑轴承的旋转摩擦热是主轴系统的主要发热源，因此通过测定主轴前后支撑轴承的旋转主轴实验台对实验中所采集的数据必须真实可摩擦热，绘制出主轴轴承处的温升曲线图是判定主轴靠，能够充分反映出主轴系统实际工作时的热特性。质量的有效方法之一。在实验过程中可实现主轴从低速到高速自动逐级进行，并把每一转速段所测的得温升数据输入计算机。1主轴温升分析主轴实验台可以通过更换尽可能少的零部件即可主轴系统的温升主要来

5、自于主轴前后支撑轴承的实现多品种多规格的主轴实验测试，主轴温升实验台的参数要求如表1所示。摩擦热，轴承部位的温升状况直接反映了主轴的热特性，因此通过实验装置采集前后支撑轴承处的温升数3结构设计据是必须的。本实验装置在结构设计时，考虑了以下几个方面：滚动轴承的发热量计算公式为(1)应能容易地实现多种规格主轴的实验；Q：1004．7nM(1)(2)实验台能够模拟主轴系统实际工作环境；式中：Q为单位时间发热量，W；n为轴承转速，r／min；(3)被试验的主轴更换要方便；为轴承摩擦力矩，N·m。(4)试验数据实时跟踪，试验状态可视；如NH机床主轴的转速为3000r／mi

6、n时，其计算试验数据自动采集，汇总分析，以图表和曲线输得到前后轴承的摩擦发热量为：229．1W，107．6W。出。此摩擦热量的散发一部分通过油雾润滑中的空气uI耋0设计与研究DesignandReseorchO16．1I1一底座；2一电动机支架；3一伺服电动机；4一联轴器；5一主轴轴承油雾润滑接头；6一导向定位键7一主轴支承底座；8一左支座；9一主轴夹臂；10一锁紧螺钉；11一右支座。图1主轴实验台总体结构图表1主轴温升实验台参数向定位键6定位，保证主轴与伺服电动机的同轴度。温序号项目主轴实验装置度传感器的放置可用橡皮泥粘贴在需要检测的位置上。1被测主轴转速范围

7、50～2O000r／rain2速度控制方式连续无级程序控制4电气控制系统3实现运动形式按程序或温度的上升可自动实现实验台的控制系统、数据处理系统选用了日本三运转一停止一运转4驱动主轴电动机功率2×3．7kW=7．4kW菱数据处理系统。5测定温度范围O15O℃5润滑冷却系统6测定温度个数5x2=l07显示方法电脑显示器高速旋转中的加工中心主轴轴承对润滑冷却要求8输出记录方式计算机、打印图表、U盘输出非常高，为了能够真实地采集主轴运转时轴承处的温9同时可实验主轴个数2个(可不同型号主轴)升数据，主轴轴承的润滑冷却仿真了主轴实际工作时10实验装置安装姿态水平的润滑冷却

8、状态，采用了油雾润滑冷却