電主軸作為數控機床重要功能部件,其設計應用水平直接影響數控機床的性能。近年來,電主軸零部件設計、制造和裝配等技術的不斷進步已經很大程度上提高了電主軸的性能,但內部電機、軸承等部件在高速運轉中產生的熱量卻無法得到抑制,引起主軸軸承、轉軸等熱膨脹,影響數控機床性能。因此,建立合理的熱動態模型以便更加合理地分析電主軸內部電機/軸承等部件的熱傳導及溫度分布等情況具有重要意義。
1)通過仿真與實驗對比驗證,修正后的高速精密電主軸結構溫升與仿真所得溫升數據基本一致,說明基于仿真和遺傳算法構建的主軸生熱-散熱關系的熱特性分析方法是可行的,為電主軸單元的熱平衡優化設計提供理論依據。
2)多種供液溫度條件下,通過分析冷卻液熱耗散量與熱源生熱功率之間的關系得到,冷卻液供液溫度比環境溫度約低2℃情況時,主軸結構與冷卻液達到生熱-散熱平衡。
3)通過研究電主軸冷卻液的熱耗散規律,在后續研究中可根據主軸不同熱態工況配比適當溫度的冷卻液以控制高速工作中的主軸溫升。