高速、大功率電主軸優(yōu)化設(shè)計(jì)及其靜動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、坦克和自行火炮(包括其它裝甲車輛)的制造屬機(jī)械制造范疇,使用的裝備與一般制造業(yè)沒(méi)有太大的差異,多為通用類車床。而作為核心部件之一的柴油發(fā)動(dòng)機(jī),其制造裝備與一般民用重型汽車、拖拉機(jī)和小型船用發(fā)動(dòng)機(jī)類似,車體、炮塔、變速與傳動(dòng)裝置、走行裝置的加工制造業(yè)也無(wú)特殊之處,只是,該類產(chǎn)品的零件生產(chǎn)中存在大量軸、盤(pán)轂類回轉(zhuǎn)體零件加工,往往數(shù)量大、品種多、要求高、工藝內(nèi)容復(fù)雜,且材料多為高強(qiáng)度合金鋼,屬難加工材料,對(duì)車削設(shè)備提出了同時(shí)具備高效率、高柔性

2、、高精度、高剛度、大功率和大扭矩等多功能的要求。
　　針對(duì)上述實(shí)際使用的需求,數(shù)控車床電主軸需要同時(shí)能夠滿足低速粗加工時(shí)的重切削,高速切削時(shí)精加工的要求,因此,機(jī)床電主軸應(yīng)該具備低速大轉(zhuǎn)矩、高速大功率的性能。
　　本文主要針對(duì)制造高速、大功率車床電主軸的總體結(jié)構(gòu)、電主軸過(guò)盈聯(lián)接的過(guò)盈量計(jì)算、電主軸冷卻與潤(rùn)滑方式的確定、電主軸軸承的選型、電主軸動(dòng)平衡的要求等,并采用有限元法對(duì)電主軸進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)特性分析和研究,驗(yàn)證所建立的電主軸單

3、元三維有限元模型的合理性;確定結(jié)構(gòu)具有良好的動(dòng)態(tài)性能,驗(yàn)證其設(shè)計(jì)的合理性。
　　根據(jù)文中所得出的理論依據(jù),項(xiàng)目組已成功研制出大功率電主軸產(chǎn)品,并在實(shí)際試用中運(yùn)行可靠,各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求,但是由于電主軸產(chǎn)品的精密制造加工達(dá)不到要求及精密裝配工藝水平等問(wèn)題,引起了主軸的振動(dòng),所以本文還設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于磁流變阻尼器的車床電主軸減振半主動(dòng)控制試驗(yàn)系統(tǒng)。以該阻尼器為研究對(duì)象,結(jié)合模糊控制理論,設(shè)計(jì)了基于磁流變液阻尼器的車床電主軸顫振

4、模糊控制系統(tǒng)。通過(guò)Simulink軟件包對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真,結(jié)果證明所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)對(duì)切削過(guò)程中的顫振能夠達(dá)到較好的控制效果。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容是:
　　1)高速、大功率電主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　2)對(duì)電主軸進(jìn)行模態(tài)分析,研究了電主軸的固有頻率、振型;對(duì)電主軸進(jìn)行諧響應(yīng)分析,并對(duì)高轉(zhuǎn)速條件下,主軸在前端、轉(zhuǎn)子和后端三個(gè)位置所發(fā)生的最大動(dòng)態(tài)位移進(jìn)行了分析計(jì)算,考察了電主軸的動(dòng)剛度變化;驗(yàn)證了電主軸為達(dá)到一定指標(biāo)要