電主軸軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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- 電主軸軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電主軸由于采用內(nèi)置式交流高頻電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng),
其電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸是一體的,無(wú)中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),使其具
有運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量小、運(yùn)動(dòng)慣性小、高運(yùn)動(dòng)速度和高加速度
等特點(diǎn),已大量應(yīng)用于并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床及高速切削機(jī)床中。
電主軸是高速機(jī)床的“心臟”部件,是一個(gè)復(fù)雜的系
統(tǒng)。電主軸的設(shè)計(jì),通常要針對(duì)一定的主軸性能要求,包
括回轉(zhuǎn)精度、動(dòng)平衡精度、轉(zhuǎn)速、變速范圍、套筒溫升、噪
聲、剛度、振動(dòng)速度和使用壽命值等,其設(shè)計(jì)包括多方面
的內(nèi)容,本文主要從軸承設(shè)計(jì)的幾個(gè)側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行介紹。
1軸承的選擇
電主軸的軸承應(yīng)滿足高速運(yùn)動(dòng)的要求,具有較高的
回轉(zhuǎn)精度和較低的溫升,同時(shí)具有盡可能高的軸向和徑
向精度、足夠的承載能力等。目前在高速主軸單元采用較
多的支承軸承主要有:陶瓷軸承,動(dòng)靜壓軸承和磁浮軸承。
1.1軸承型式的確定
(1)陶瓷軸承:由于滾珠軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,滾珠既有
自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn),會(huì)產(chǎn)生離心力和陀螺力矩。計(jì)算公式如下:
離心力Fc=
12
D3
bdm
2
m (1)
式中:ρ-滾珠材料的密度,kg/m3;Db-滾珠的直徑,m;dm-滾珠軸承的節(jié)圓直徑,m;ωn-滾珠的公轉(zhuǎn)角速度,rad/s。
陀螺力矩Mg=Jm bsinβ (2)
式中:J-滾珠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,kg...
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