高速电主轴单元动态性能试验平台的研发.pdf

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1、高速电主轴单元动态性能试验平台的研发沈浩李泓王明成超默超(兰理工大学机【包工佐学，甘甫仆】730050)摘要：高速电主轴作为高速机床的核心部件，其动态性能影响着机床的加工精度。为充分了解电主轴单元运转过程中的动态性能及其对主轴加工精度的影响，开发了一套电主轴单元动态性能试验平台。利用该试验平台和LMS数据采集系统，对HMC80加工中心电主轴单元的回转精度、振动、温升进行空载在线实时监测，为高速电主轴单元的动态性能研究和制造安装提供可靠的实验数据参考。关键词：高速电主轴单元：试验平台；回转精度；轴承温升；振动中图分类号：TH16：TG659文献标

2、识码：ADevelopmentoftestingplatformofdynamicpropertiesofhigh-speedmotorizedspindleunitSHENHa~)，IJHong，WAN(Mingwei，ZttAOYuechao(Scho()lot’Me~。1ILUlical&EltrollicEngineering，I~anz]louUniversityofFechnology，Lanzhou730050，CttN)Abstract：Thedynamicpropertiesofhigh·speedmotorizedspind

3、le，whichworksascorecomponenthighspeedma—chinetools，playsallimportantroleinmachiningaeeul’acy．Tofullyunderstandthedynamicpropetliesofmotorizedspindleunderworkconditionandtheireffectonthemachiningaccuracy，asetofelectricspin—dieunitofdynamicpropertiestestplatformisdeveloped．Thi

4、stestplatformandLMSdataacquisitionsystemareusedtono—loadonlinereal—timemonitoringfiJrtherotationaccuracy，vibration，temperatureriseofHMC80machiningcenterspindleunit．Reliableexperimentaldatareferenceispl’ovidedfl1rdy·namiepropez’tiesresear(andmanufactureandinstallationofhighsp

5、eedelectricspindleunit．Keywords：ldgl1speedelectricspindleunit；testplatform；rotationaccuracy；temperaturerise；vibration现代加一1中心正朝着高速切削的方向发展，其主l试验平台总体方案轴单元普遍采用结构紧凑的电主轴。作为数控机床的心脏部件，高速、高精密电主轴单元的动态性能好坏至课题以青海一机数控机床有限责任公司HMC80关重要，为此对电主轴单元的抗振性、回转精度、动平卧式加工中心的电主轴单元为研究对象，借用其主轴衡和热特性等方面都提出

6、了严格要求。对电主轴单元箱箱体放于灰铸铁实验平台之上(如冈1)。进行深人研究，掌握电主轴的关键技术，亟需构建高速电主轴单元动态性能检测实验平台，在实验平台上检测电主轴在高速运行中回转精度、主轴温升、振动频谱分布等参数，为高速电主轴单元的综合性能评价提供依据。目前，困内对电主轴单元的温升和主轴跳动等动态性能的检测，多是在机床装配后试车过程中完成的，l主轴箱体；2-电主轴单元；静态下测跳动，动态下测温升，不能为用户提供一套在3一位移传感器支架；4一灰铸铁实验平台。不同转速下较为准确的动态性能参数。为了更好地对图1电主轴试验平台机械部分电主轴单元的性

7、能进行研究，本课题开发出一套高速主轴单元采用大惯量宽调速的日本FANUCAC电主轴单元动态性能试验平台。交流伺服内装式电机，电机型号：al6OLL一25／13000iB，“高档数控机j未与基础制造装备”国家科技重大々项(2009zx04001—015)DesignandResearch设计与研究功率：25kW(连续输出额定功率)／30kW(30rain最大功率)能够实现0～15000r／rain的离转速和大扭矩主轴由前后轴承支承，前轴承采用}j本NTN公司，1：产的四列组合小滚珠角接触陶瓷球轴承，型号：5S一2LA—HSE020CDFBTCS1

8、1P4；后轴承采』¨列短闶柱滚子轴承，型号：N1014HSCS12—1P。前后轴承均采州油气润滑，并具有极强的冷却作用。为进一步减少轴承发热热量和电机