全陶瓷主轴-轴承单元的动力学研究

摘要

目的 研究全陶瓷电主轴预紧力与固有频率的关系,为优化预紧力提供软件分析模型.方法 应用赫兹理论计算出在全陶瓷角接触球轴承预紧后的接触应力,接触变形和静接触刚度的数值解,同时在改进传统的弹簧阻尼式主轴动力学软件仿真分析模型的基础上,计及轴承预紧后轴承的静接触刚度,以全陶瓷主轴-轴承单元为研究对象进行有限元结构分析,所得结果通过赫兹计算分析的数值解矫正,分析其动力学特性.结果 全陶瓷主轴-轴承单元模型通过模态分析所得三阶固有频率和振型与模态实验分别相差19.59％、1.27％、16.06％;而电主轴传统分析模型所得三阶固有频率和振型与锤击实验分别相差24.39％、14.47％、33.78％.结论 通过实验数据验证,全陶瓷主轴-轴承单元模型在分析全陶瓷电主轴动力学特性上更接近模态实验的结果,能够得到更为准确的固有频率和振型.