高速电主轴热态特性的ansys仿真分析

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1、万方数据第35卷第1期兰州理工大学学报v()L35Na12009年2月JoumalofLanzhouUmversityofTecllnologyFeb．2009文章编号：1673—5196(2009)01-0028_04高速电主轴热态特性的ANSYS仿真分析王保民k2，胡赤兵1’2，孙建仁L2，刘洪芹1’2(1．兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室，甘肃兰州730050I2．兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050)摘要：分析高速电主轴的发热和散热特性，建立高速电主轴热态分析有限元模型．运用

2、ANSYS有限元软件，分析热稳定状态下电主轴的温度场分布以及冷却润滑系统对电主轴温升的影响．分析结果表明，提高电主轴现有冷却润滑系统的冷却效率可有效控制轴承的温升，但对转子轴的温升影响很小，要有效控制转子轴的温升和提高电主轴的精度和寿命，必须研究转子轴的冷却途径和方法．同时，仿真分析转速对电主轴温升的影响，揭示电主轴温度场分布的非线性特征，为电主轴温升的在线监测和控制提供理论依据．关键词：高速电主轴；热态特性，仿真分析；ANSYS中图分类号：TG659文献标识码：ASimulationanalysisofthe咖a

3、Icharacteristicsofhigh_speedmotorizedspindlebyusingANSYSWANGBa0_minl”，HUChi_bin91”，SUNJia"renl”，LIUHon驴qinl’2(1．KeyLaboratoryofDigitalM粕ufact“ngTechn0109)，andApplicati∞，TheMinist巧ofEducation，L丑皿h0IlUn．v．of风h，Lanzhou730050，Chim；2．collegeofMechar盱ElectrollicErIg

4、ine甜ng，L丑皿houU试v．0fkh，Laf屹hou730050。Chim)Abstract：Thefiniteelementmodelofhigh_speedmotorizedspindlewasbuiltupforitsthemalanalysisbyanalyzingitsheatgenerationandheatradiatiorLWiththehelpofANSYSfiniteelementsoftware，thetemperaturefieldinthemalequilibriumstateand

5、theeffectofcoolingandlub^catingsystemofmotorizedspindleontemperaturerisewereanalyzed．Simulationresultsshowedthat，byimprovingthecoolingeffi—ciencyofcoolingandlubricatingsystemofmoto“zedspindle，thetemperatureriseofbearingcouldeffec—tivelybecontrolle文Thismethodha

6、s，however，littleeffectonthetemperatureriseofrotorshaft．TherPforeinordertoeffectivelycontrolthetemperatureriseofrotorshaftandimprovetheaccuracyandservicelifeofmotorizedspindle，newheatradiationwaysofrotorshaftmustbedeveloped．Furthermore，theeffectofrotationspeedo

7、nmotorizedspindletemperaturerisewasanalyzedandthesimulationresultre—vealedthenonlinearcharacteristicsofthemotorizedspindletemperaturefieldandprovidedatheoreticalfoundationforon-linetemperatureinspectionandcontrolofmotorizedspindl己KeywolldIs：high-speedmotorized

8、spindle；themalcharacteristics；simulationanalysis；ANSYS以高速切削、高速进给、高精度加工为主要特征的高速加工技术是当代四大先进制造技术之一，是继数控技术之后使制造技术产生第二次革命性飞跃的一项高新技术．它不仅具有极高的生产率，而且可显著地提高零件的加工精度和表面质量[卜3

9、．高速电主轴是高速数控机床的核心部