影响磁悬浮电主轴单元回转精度因素的分析.pdf

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1、2015年7月机床与液压Ju1．2015第43卷第13期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．13．006影响磁悬浮电主轴单元回转精度因素的分析钱永明，吴强，马苏扬，俞冀，廖萍(南通大学机械工程学院，江苏南通226019)摘要：介绍了磁悬浮电主轴单元的工作原理，对影响其回转精度的因素进行了分析。以拟用于额定功率为2．2kW且转速可达24000r／min的雕铣机中的主轴为例，分析了控制器反应时问不超过10ms和主轴端部切削力不超过100N

2、时的主轴悬浮间隙精度、载荷变动量以及控制系统反馈精度对主轴回转精度的影响。结果表明：当前、后径向磁轴承处主轴圆度误差分别不超过0

3、leUnitwithAMBQIANYongming，wuQiang，MASuyang，YuJi，LIAOPing(SchoolofMechanicalEngineering，NantongUniversity，NantongJiangsu226019，China)Abstract：TheworkingprincipleofmotorizedspindleunitwithAMBwasintroducedandtheimpactfactorsofitsrotaryaccuracywasanalyzed．Takingthespindle

4、ofengravingandmillingmachinewiththe2．2kWpowerratingand24000r／minasanexample，theinfluenceofthespindle’Ssuspensionaccuracy．1oad’Svariationandthecontrolsystem’Sfeedbackaccuracyonthespindle’Srotaryacou—racywasanalyzedwhenthecontroller'sreactiontimeandthespindlenose’Scutti

5、ngforcewerelessthan10msand100Nrespectively．Theresultsshowthatwhenthespindle’Sroundnesserroroffrontandbackradialmagneticbearingarebetween0mmto0．002mmandbetween一0．006mmto0．006mmrespectively，theload’Svariationofthespindlenoseislessthan1N．thespindle’Srotaryaccuracymeetthe

6、requirement．ItissignificancetoimprovetheworkingperformanceofthemotorizedspindleunitwithAMB．Keywords：Spindle；Rotaryaccuracy；Maglev；Factor0前言轴组件中，主轴的回转精度主要受主轴轴颈的圆度磁悬浮电主轴单元将电主轴单元与磁悬浮技术相和圆柱度误差、轴颈问的同轴度误差、轴颈表面结合，不仅解决了传统机床主轴采用电动机通过中间粗糙度误差，以及轴承的各种误差、轴承之间的变速和传动装置(如带轮、齿轮、联轴器等)驱

7、动同轴度误差、支撑端面对轴颈中线的垂直度误差主轴旋转所存在的传动系统机械结构复杂等问题，等因素的影响，而在磁悬浮电主轴单元中，由还消除了主轴与轴承之间的接触摩擦和磨损，进一于采用了磁悬浮支承系统和结构，使得影响主轴步提高了电主轴单元的使用寿命和运动精度，具有回转精度的因素发生了变化，即对主轴回转精度转速快、无需润滑、功耗低、响应快等优点，满足的要求实际上体现了对主轴稳定悬浮时悬浮间隙当今以高切削速度、高加工精度为主要特征的能够的精确性、工作载荷变动量以及控制系统的反馈有效提高生产效率、降低生产成本并改善表面加工质精度的要求，因此，

8、研究分析上述因素对掌握磁量的先进制造技术发展要求，具有较好的应用悬浮电主轴单元的工作性能、提高回转精度具有前景。重要意义。在磁悬浮电主轴单元工作过程中，其主轴的回转1结构及工作原理精度对被加工工件的表面形状、表面间的位置关系精图1为磁悬浮电主轴单元