吉林大学学报(工学版)2024,Vol.54Issue(9) :2432-2440.DOI:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221411

高速电主轴系统振动特性和精度可靠性分析

Vibration characteristics and precision reliability analysis of high-speed motorized spindle system

黄贤振 郭斌 姜智元 唐继武
吉林大学学报(工学版)2024,Vol.54Issue(9) :2432-2440.DOI:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20221411

高速电主轴系统振动特性和精度可靠性分析

Vibration characteristics and precision reliability analysis of high-speed motorized spindle system

黄贤振 1郭斌 1姜智元 1唐继武2
扫码查看

作者信息

  • 1. 东北大学 机械工程与自动化学院,沈阳 110819
  • 2. 大连海洋大学 应用技术学院,辽宁 大连 116399
  • 折叠

摘要

为了量化分析高速电主轴系统的结构和材料参数随机性对电主轴加工质量的影响,基于有限元法建立了电主轴-轴承-刀具系统模型,该模型考虑了质量偏心对电主轴振动特性的影响.此外,以刀尖许用振动幅度为阈值并结合Kriging理论提出了电主轴系统加工精度的可靠性分析方法.最后,采用本文方法深入分析了电主轴转速和预紧力对刀具振动的耦合影响.研究表明:由不平衡量引起的刀具刀尖的振动可靠度分别随着电主轴转速和轴承预紧力的增加而提高.

Abstract

In order to quantitatively analyze the influence of the randomness of the structure and material parameters of the high-speed motorized spindle system on the machining quality of the motorized spindle,a system model of motorized spindle,bearing and tool is established based on finite element method.The model considers the influence of mass eccentricity on the vibration characteristics of motorized spindle.In addition,the reliability analysis method of machining accuracy of electric spindle system is proposed by taking allowable tool tip vibration as threshold and combining with Kriging theory.Finally,the coupling effect of spindle speed and preload on tool vibration is analyzed by using the proposed method.The results show that the vibration reliability of tool tip caused by unbalance increases with the increase of spindle speed and bearing preload respectively.

关键词

电主轴/不平衡量/振动/可靠性

Key words

motorized spindle/unbalance/vibration/reliability

引用本文复制引用

基金项目

国家自然科学基金项目(51975110)

兴辽英才计划(XLYC1907171)

教育部中央高校基本科研业务费项目(N2003005)

教育部中央高校基本科研业务费项目(N21003005)

出版年

2024
吉林大学学报(工学版)
吉林大学

吉林大学学报(工学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.792
ISSN:1671-5497
段落导航相关论文