高速电主轴的工作模态试验分析.pdf

维普资讯 试验研究 现代制造工程 2008年第 8期 高速 电主轴的工作模态试验分析 陈锋 ，陈小安，孟杰 (重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆 400044) 摘要：高速电主轴在工作状态下产生的振动对高精度加工影响较大 ，通过对最高转速为60000r／min的磨削型高速电主 轴进行不同转速下的工作模态试验 ，并运用随机子空间法 (SST)对其进行模态参数的识别 ，得到了电主轴工作状态下多 个重要部位的频谱图，分析了多个重要测点的加速度，且与出厂理论值进行 比较，以验证其是否符合高精度加工生产的 要求和所采用试验方法 的正确性 ，同时说 明电主轴产生振动 的主要原 因，排除了试验用电主轴在共振区工作 的可 能性。 关键词 ：电主轴；工作模态分析 ；振动 中图分类号：TH133 文献标识码：A 文章编号：1671_3133(2008)08删 1—04 Theoperationalmodaltestanalysisofhigh speedmotorized spindle ChenFeng，ChenXiao-an，MengJie (TheStateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing400044，CHN) Abstract：Duetothevibrationofthehighspeedmotorizedspindleworkinginstateaffectinghtehigh—precisionmanufactureterri— bly．Them~imum speedof60000r／minmotorizedspindle’Soperationalmodal testunderhtedifferentspeediscarriedoutandhte SSIisusedtoidentify themodal parameters．Th espectrum figuresofitskeypositionsraeobtained．Several importantmeasure points’accelerationisanalyzednadcomparedwiht htetheoryvalue，certificatedhtem ifsuittherequirementsofhigh—precision manufactureandhteaccuracyoftestmethods．Th eprimaryreasonsofthemotorizedspindle’Svibration raeputforward，nadhte possibilityofitworkingintheresonanceraeaisexcluded． Keywords：Motorizedspindle；Operationalmodal analysis；Vibration 电主轴是 电动机与机床主轴合为一体的传动结 电主轴的实际工况，并能检测电主轴在工作状态下产 构形式，它使主轴部件从机床的传动系统和整体结构 生的振动是否符合高精度加工要求，从而为高速电主 中相对独立出来，电主轴不但转速高、功率大，还有一 轴动态特性的深入研究和分析提供科学依据。 系列控制主轴温升与振动等机床运行参数的功能，以 1 工作模态试验分析理论 确保其高速运转的可靠性和安全性。 随着制造技术的不断完善和发展，越来越多的零 电主轴在工作状态下，系统的激励无法确定，故 件开始采用磨削工艺进行生产加工，因此磨削型高速 不能求取系统的传递函数，