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陶瓷插芯PC磨床用电主轴结构设计及其动态特性仿真分析
学兔兔 务1 匐矽化 陶瓷插芯PC磨床用电主轴结构设计及其 动态特性仿真分析 The structure design of electric spindle using PC grinder of ceramic ferrule and dynamic Characteristic simulation analysis 何润琴 HE Run—qin (宁波大红鹰学院，宁波315175) 摘 要：对陶瓷插芯PC磨床用电主轴进行了结构设计，运用Ansys软件建立了相应的轴承一主轴系统 三维有限元模型，采用Subspace模态提取法计算了该电主轴的前6阶固有频率和振型，验证 了该款电主轴设计的合理性。 关键词：电主轴；动态特性；模态分析；Ansys 中图分类号：TH1 22 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(2011)1(下)-0082—04 Doi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．2011．1(下)．28 0 引言 如 l、： 陶瓷插芯PC磨床是加工光纤连接器的核心零 功率：0．75KW； 件——陶瓷插芯的关键设备之一，通过该设备的 最高转速：24000r／min； 加工，保证产品球面的曲率半径为SR14—18mm之 动平衡精度：G1(整体)； 间，偏心 3 m，表面粗糙度 0．O1／~m。在磨削加 几何精度：主轴端部径向跳动小于1／~rn； 工时要求主轴转速高且加工精度高，在此处采用 温升：电主轴温升低于6o度。 了电主轴技术。高速电主轴具有重量轻、转速高、 电主轴的工作转速极高，这就对其结构设计、 结构紧凑、惯性小、动态特性好等诸多优点，在高 制造和控制提出了非常严格的要求，并带来了一系 速磨床中早巳得到了广泛的应用。 列技术难题，如主轴的支承、散热、动平衡、润滑 1 电主轴的结构设计 及精密控制等。一般情况下，电主轴的结构设计主 要涉及到主轴电机和轴承的选型、配置、润滑冷却 1．1电主轴结构组成及其工作原理 及动平衡等。经过详细的计算，本磨床所设计的电 电主轴就是直接将空心的电动机转子装在主轴 主轴结构如图1所示，采用电主轴结构的典型布局 上，定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内，形成一 方式，将电机置于前、后轴承之间。前后轴承均采 个完整的主轴单元，通电后转子直接带动主轴运转。 用角接触轴承，前轴承两轴承之间配置内、外隔 电主轴的基本结构包括以下几个部分：定子与 垫，以增加接触面积，从而提高动平衡精度。 转子、主轴、轴承。电主轴单元典型的结构布局方 式是电机置于主轴前、后轴承之间，其优点是主轴 2 电主轴的动态特性研
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