电主轴转子热误差是导致机床加工误差最主要的因素。为了准确预测电主轴热误差,开展了基于HPO-ELM的电主轴热误差建模研究,采集电主轴温升和热误差数据,利用Kmeans++聚类结合灰色关联度理论对其进行分析,提出基于猎人猎物算法优化极限学习机的热误差建模方法,最后建立电主轴热误差预测模型。对电主轴热误差进行仿真分析,并将所提方法与ELM、GA-ELM方法进行热误差预测准确性对比。结果表明相比ELM、GA-ELM方法,基于HPO-ELM建立的热误差模型具有更高的准确性,预测精度可达98.08%,预测残差值小于1μm,证明了此模型具有更好的预测精度和鲁棒性。

以数控机床磨削电主轴为研究对象,运用多性能退化参数可靠性理论对磨削电主轴进行研究。通过分析磨削电主轴的失效机制,选取性能退化参数,并在此基础上建立性能退化模型,提出一种基于多性能退化参数的电主轴可靠性评估方法。通过搭建试验台,采集性能退化参数试验样本数据,预测电主轴的可靠性变化规律,并将基于多性能退化参数的电主轴可靠性方法与基于单一性能退化参数中的贝叶斯法进行对比。结果表明基于单一性能退化参数的方法往往高估电主轴的寿命,多性能退化参数的电主轴可靠性评估方法更加贴合实际。提出的方法可为数控机床电主轴可靠性评估提供参考。

推导了旋转环境下任一时刻收发之间的距离和直接视距路径条件下空间夹角与旋转半径和旋转速度等参数的 关系式。建立了旋转运动中多普勒频移与工作频率和转速等参数的关系式,研究表明旋转环境下的多普勒频移呈余弦函数曲线状起伏和周期性变化。以胎压监测系统 为例,分析了胎压传感器天线的阻抗变化特性和指向接收机天线方向的增益变化情况,结果表明随着轮胎的转动,天线方向特性变化明显。分析了旋转环境下发射的 无线电波的极化特性,结果表明旋转使发射的线极化波的极化特性发生了变化。制作了无线胎压传感器和接收机组成新的胎压监测系统,测试表明数据帧正确接收率 都增加。

为了准确判断EMAG接箍车丝机主轴液压静压环故障原因,从静压环密封结构、设备冷却方式等方面对车丝机主轴套筒磨损及故障报警情况进行了具体分析,结合静压环拆卸过程的技术要点,整理出故障报警排查及故障处理方法。分析结果表明,长时间高温运行以及铁屑划伤是主轴静压环密封损坏的主要原因。建议在故障排除过程中,在静压环出口管路上增加节流阀,可以避免快速泄压导致的液压站温度升高及压力波动;同时在设备日常维护保养过程中,及时清理静压环附近铁屑,可大幅降低静压环系统的故障报警。

铣削加工效率和加工精度的提高,必然要求铣床加工速度的提高。随着磁悬浮技术的发展,高速磁悬浮电主轴已成为铣床的关键部件。然而磁悬浮电主轴转子系统在高速运行时存在较强的陀螺耦合效应,其过强的耦合效应使得高速铣削的稳定性区域变窄,甚至使铣削系统失稳。为此,提出基于PD控制器的模态解耦-状态反馈的控制方法。通过该方法对转子系统的平动模态和转动模态之间的耦合以及2个方向上转动模态之间的耦合进行解耦,独立调节各个模态控制器的比例和阻尼系数来降低陀螺耦合效应对磁悬浮铣削系统稳定性区域的影响,从而增大铣削的稳定性区域。通过仿真研究基于PD控制器的模态解耦-状态反馈控制前后陀螺耦合效应对铣削稳定性区域的影响。结果表明:通过基于PD控制器的模态解耦-状态反馈控制技术,不仅能够降低陀螺效应对铣削稳定型的影...

为了研究电主轴在工作时温度变化规律,文章结合能量守恒和热平衡原理,建立了电主轴温度随时间变化的模型,得出时间—温升规律符合指数规律;当电主轴结构、材料及工作环境确定的情况下,电主轴达到热平衡所需时间是不变的。通过对某型号数控机床设计温度采集方案,在机床电主轴上布置温度传感器,采集了不同转速下的温度值,分析实验结果可得电主轴的温升随着转速升高而增大;时间—温升变化规律和所建立的数学模型相一致;该模型可以对机床电主轴的温度变化情况进行预测,为研究机床关键热源的热特性提供了理论依据。

概述了角接触球轴承在电主轴中的应用现状,分析了电主轴预紧力与电主轴精度、转速、寿命等性能的相互影响关系;回顾了轴承定位预紧技术和定压预紧技术的原理及特点;分类评述了采用液压装置、形状记忆合金弹簧、双金属隔套、压电装置、电磁力装置、离心力装置等预紧方式的调压预紧技术和自动预紧技术的原理及效果;最后,对电主轴预紧技术的未来发展趋势进行了预测与展望。

介绍了高速机床电主轴轴承故障特征与故障诊断方法，比较了电流检测法与机械振动检测法的差异与优缺点。重点阐述了基于幅值恢复算法的电流检测的理论依据。实验结果表明通过幅值恢复算法剔除定子电流基频波形。电主轴轴承发生故障时的谐波信号的峰值就能很明显地被体现出来。这对于高速机床电主轴轴承故障诊断具有理论与实际的指导意义。

介绍了电主轴的主要结构,并以260XDJ 12型车铣复合加工中心用电主轴建立有限元模型,应用ANSYSWorkbench对电主轴进行模态分析,得到其固有频率、振型以及临界转速.并通过激振试验对分析结果进行实验验证,实验结果验证了电主轴设计的合理性.

针对一种加工中心新产品设计中需要确定电主轴转子套内径尺寸问题,文中使用Simulation有限元分析工具对转 子套组件进行了应力应变和热应变双分析,确定了转子套内径的室温自由尺寸值.该方法对机械设计计算中的同类问题和 生产装配都有现实参考价值.