高速飞轮试验机电主轴运转性能的试验研究.pdfVIP

高速 轮试验栅电主轴运转性能的试验研究 口 雷树德 口 肖汝峰 口 张弘毅 洛 阳轴研科技股份有限公司 河南洛 阳 471039 摘 要 ：介绍 了一种高速飞轮试验机 电主轴 ，研究了电主轴在通过 4阶临界转速过程 中的的振动情况。提 出一种利用 弹性支承 的轴承支承方式，对 比轴系分析结果和单径 向弹性与轴径双弹性支承条件下 的主轴振动可知 ，弹性支承对轴系 的临界转速影响较小，但可以减小振动 ，并且轴、径双 向弹性支承比纯径向支承振动更小。 关键 词：弹性支承 有 限元分析 轴系分析 中图分类号：TH113 文献标识码 ：B 文章编号：1000—4998(2011)06—0085—02 电主轴 是 电机 内装式 主 轴 的简 称 ．它将 机 床主 轴 和变频 电机 合二 为一 ，将 电机 的定 子 、转 子直 接装 入 主 轴 内部 ，其 间不再 使用 传 动副 ，从 而实 现机 床 主轴 系统 的 “零传 动 ”_1]。它具有 结构 紧凑 、重 量轻 、惯 性小 、动态 特性 好等优 点 ，并改 善 了机 床 的动平 衡 ，避 免振 动 和 噪 声 ，在超 高 速机 床 中得 到 了广泛 应 用 ，按 不 同用 途其 可分 为 磨用 电主 轴 、加 工 中心 电主轴 、车床 电主 轴 、钻 铣 电主轴 、试 验 电主轴等 。随着高 速加 工技 术 的迅速 发 展 和广 泛应 用 。各行 业新 产 品 的研发 需 要 高性 能 的高 速试 验 机 电主轴 对 新产 品性 能 进行 实 验 ，如 风机 、密 封 、化 工材料 、新 能源 利用 等 [3,43。飞轮储 能 是新 能源 研 究 的一个 方 面 ，国 内有 很 多这方 面 的研 究 ，并 取得 了一 定 的成 果 ，但 系 统充 放 电循环 效 率 还 有待 提 高 ，。我 主轴 进行 有 限元分 析 ．分 析轴 系 前 6阶 固有频 率 和 临 公 司为福 建 T-力开 发 了一种 利 用 飞轮储 能 的实 验用 电 界转 速 ，分 析 结果 见 表 2。从 分析 结果 可 知 ，当 电主轴 主 轴 ，以下 作 详细介 绍 。 要跨 越 4阶 临界转 速 时 ，会 发生 共 振现 象 ，电主轴振 动 会 增 大 。 1 电主轴总体结构设计 表2 电主轴前6阶固有频率、临界转速和振型 用 户要 求 电主轴 最 高转 速 30000r／rain，飞 轮转 动 阶次 1 2 3 4 5 6 惯 量 0．12～0．15kg·m ．额定 功率 10kW 。根据 要求 ，电 固有频率／Hz 0 214．551243．753448．287472．681539．352 主轴 型号定 为 150SD30Y10，外 径为 150mm，选用 4极 临界转速／(r·rain ) O 12873．114625．226897．228360．932361．1 电机 。 电主 轴前 后 分别 安 装 两套 B7008C 高速 角 接 触 1．2 弹 性 支承 结 构 球 轴承 。采 用 DB配 对方 式 和 油雾 润 滑方 式 ，减 小 轴 承 目前 电主轴 的支 承方 式 主要 采用 滚 动轴 承 、流体 摩擦 ，降低 轴承 发 热 。 电主轴 的参 数见 表 1．电主 轴 的 静压 轴承 、超 导磁悬 浮 、电磁 悬 浮 、永磁 悬 浮等 ，也 有是 结构 设计 如 图 l所 示 。