高速电主轴在线温升及轴向热伸长测试系统的设计
高速电主轴热态性能的有限元分析及温升控制
Ｆｉ ｉｅ Ｅｌｍ ｅ ｎ ｔ ｅ ｎｔＡｎａ ｙ ｉ ｆＴｈ ｒ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｅ ｍ ｌＣｈａ ａ ｔ ｒ ｓｉｓ ａ ｄ Ｔｅ ｐｅ ａ ｕｒ ｓ ｎｔ ｏ ｏｒ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎ ｍ ｒ ｔ ｅ Ｒｉｅ Ｃｏ ｒ ｌｆ Ｈ ｉｈ Ｓ ｅ ｏ ｏ ｉｅ ｐｉ ｄｌ ｇ ｐｅ ｄ Ｍ ｔ ｒ ｚ ｄ Ｓ ｎ ｅ Ｗ ＥＮ Ｈｕ ｉｘ ｎ ａ — ｉ ｇ，Ｗ ＡＮＧ ｅ— ａ Ｍ ｉｙ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ａ ｃ ｏ ｄｎ ｏ ｔ ｎｔｒ ｌ ｏ ｏ ｈ ｒ ｃ ｅｉｔｃ ｆｈｇ ｐｅ ｄ ｍｏ ｏ ｉ ｅ ｐｉ ｄｅ ｈｅ ｔｓ ｕ ｃ ｓａ ｅ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈｅｉ ｅｎａ ｔ ｒｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｏ ｉｈ ｓ ｅ ｔ ｒｚ ｄ ｓ ｎ ｌ， ａ ｏ ｒ ｅ ｒ ｍ
ｃｏｎｔｏ１ ｒ
Ｏ 引 言
电主轴作 为 一 种 新 兴 的 机 床 主轴 结 构 ， 采用 内
态 特 性 的 研 究 与 电 主 轴 温 升 的 控 制 是 电 主 轴 需 要 解
决 的关 键 问题 之 一 。
装 式 电机 直接驱 动形 式 ， 和传 统 的 主传 动方 式 相 比 ，
具 有结构 紧凑 、 动链 短 、 械效 率 高 、 传 机 噪声 低 、 动 振 小 和 回转 精度 高等优 点 。 电主轴 的应 用 不仅 大 大 提 高 了加 工效率 和加 工质 量 ， 降低 了产 品成本 ， 且 可 并 以实现薄 壁零件 和难加 工材料 的精密 加工 。 高速 电主 轴 是 高 速数 控 机 床 的核 心 部 件 ， 机 对 床 的加工 精度 和 效 率 影 响 很 大 ， 其 内装 式 电机 的 但 结 构 ， 得 高速 电主 轴 的发 热 量 大 ， 热条 件 差 ， 使 散 进 而 直接影 响 到 主 轴 的 精 度 。因 此 ， 高速 电 主轴 热 对
高速立式加工中心电主轴的温升测试及分析
高速立式加工中心电主轴的温升测试及分析赵月娥;王美妍【摘要】Focused on the features of the built-in motor spindle high speed machining center,motorized spindle temperature of heat source was analyzed.Through designing and building electrical spindle experiment platform,and by using DH5922 dynamic signal test and analyzing system,optimal modulator thermal resistor of detection system was selected and motorized spindle temperature rising test was completed.Through the analysis of the experimental results,the reasons of the motorized spindle temperature rising were verified,and relevant measures for real-time monitoring of temperature rise were put forward.%针对高速立式加工中心电主轴内置电动机的特点,分析了电主轴产生温升的热源.通过设计与搭建电主轴试验平台,采用DH5922动态信号测试分析系统,选择热电阻适调器组成的检测系统,完成了电主轴的温升测试试验.通过对试验结果的分析,验证了电主轴温升产生的原因,并提出了相关对温升进行实时监控的措施.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2013(000)008【总页数】3页(P74-76)【关键词】电主轴;温度传感器;温升测试;数据分析【作者】赵月娥;王美妍【作者单位】陕西工业职业技术学院机械工程学院,陕西咸阳712000;陕西工业职业技术学院机械工程学院,陕西咸阳712000【正文语种】中文【中图分类】TG659高速立式加工中心的主要特点是高速、高精度和高稳定性。
基于虚拟仪器的高速主轴温升检测系统开发
Ｄｅ ｅｏ ｖ ｌ ｐｍｅ ｔｏ ｍ ｐｅ ａ ｕ ｅ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｎ ｙ ｔ ｍ ｆ ｎ ｆＴｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｕ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｏ
２ 高速 主轴 温度检 测 系统开 发
该数据采集 系统 的任务主要是实现对高速主轴温 度信号的采集 。由高速 主轴温升特性分析可知 ：高速
运 行时的热传递过程属于稳态过程 ，在对 高速主轴进 行热分析时 ，以持续稳定运行时 的热传递过程为主考 虑 。因此 ，高速主轴热传递过程属于稳态过程 。 对高 速主轴建 立模 型 、划分 网格并施 加载 荷后 ， 可得到高速主轴稳态温度场分布云图 ，如图 １ 所示 。 温度场是 根据 热 光谱 的色彩 显 示 的。 由图 １可
能迅速有效地导 出 ，因而温升较高 。
发展 的重要 因素之一 ，因而成为一个亟待解决 的重大
难题 。
针对影 响高速 主轴性能 的热态特性 问题 ，运用有
限元方法 分析得 出高速主轴温度场分 布云图 ，确定测
量位置 ；通过红外温度传感器对高速主轴锥 孔温度进 行测量 ，采取虚拟仪器与智能仪器相结合的方法 ，构 建 了温度测量系统 。通过现场试验 ，完成对测试系统
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａｃ ｏｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｔ ｅ ｍａ —ｔｔ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｐ ｏ ｌｍ ｆ ｃｉ ｇ ｈ ｇ —ｐ ｅ ｐ ｎ ｌ ｒ ｐ ｒ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｈ ｒ ｌ ａｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｒｂ ｅ ａｆ ｔ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｓ ｉ ｄ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｉ ｃ ｅ ｎ ｙ，ｔ ｅ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ａ ｕ ｅ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｍｅ ｓ ｒ —
电主轴温升测量方法的研究
第 ２期
２１ ０ １年 ２月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏ ｕｌ ａ ｈ ｎ ｏ ｄ ａｒ Ｍ ｃ ｉ ｅ Ｔｏ ｌ＆ Ａｕ ｏ ａ ｉ ａ ｆ ｃ ｕｒ ｎｇ Ｔｅ ｈｎ ｑｕ ｔ ｍ ｔ ｃ Ｍ ｎｕ ａ ｔ ｉ ｃ ｉ ｅ
Hale Waihona Puke ＮＯ． ２Ｆｅ ｂ．２ １ ０１
文章 编 号 ：０ １—２ ６ ２ １ ） ２—０ ４ １０ ２ ５（ ０ １ ０ ０ ０—０ ２
电主 轴温 升测 量 方法 的研 究 水
谢黎 明， 宽平 ， 邵 靳 岚 ， 海 杰 张
（ 州理 工大 学 机 电工程学 院 ， 州 ７０５ ） 兰 兰 ３ ０ ０ 摘 要 ： 分 析 现 行 电 主 轴 温 升 测 量 方 法 的 基 础 上 ， 出一 种 基 于 接 触 式 温 度 测 量 和 非 接 触 式 温 度 测 在 提
ｓｍｕｌｔｏ ｏｆｗ ａ ｅ ｔ ｉ ｌ ｔ ｌｃ ｒ ｓ ｎｄ ｅ ｉ ｔ ｒ ｌａ ｄ ｅ ｔ ｒ ａ ｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｏ ｓ ｍｕ ａ ｅ ｅｅ ｔ ｏ－ ｐｉ ｌ ｅ ｎａ ｎ ｘ ｅ ｎ ｎ ｌ ｍｐｅ ａ ｕ ｅ ｄ ｔ ｏ ｖ ｒｆ ｈ ｅａ ｉ ｎ ｔ ｒ ｔ ｒ ａ ａ ｔ ｅ ｉ ｔ ｅ ｒ ｌｔｏ ・ ｙ
部 及 外部 的 温升 数 据 ， 求证 它们 之 间的 关 系。 关 键 词 ： 敏 电 阻 ； 外 温 度 测 量 ； 升 热 红 温
中 图 分 类 号 ：Ｐ ０ Ｔ ７６
文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｔｈｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｉ ｌ ｍ ｐ ｒ ｔ ｅ Ｍ ｅ ｓ ｅ ｅ ｅ ｈ ｄｓ ｓ ａ ｃ ｆ Ｓｐ ｎｄ ｅ Ｔｅ ｅ ａ ｕｒ ａ ｕｒ ｍ ｎｔ Ｍ ｔ ｏ
高速电主轴轴向热伸长及径向振动测试平台搭建 毕业论文
高速电主轴轴向热伸长及径向振动测试平台搭建【摘要】高速电主轴是高速数控机床中关键功能部件之一，在高速切削机床上得到广泛应用，电主轴的轴向热伸长及径向振动直接影响主轴刀具的加工精度，稳定性及加工范围，如何测量电主轴的热变形量及振动量，对研究电主轴综合加工能力有着十分重要的作用。
【关键词】电主轴热伸长振动【前言】在数控机床加工行业，减少加工时间是提高生产效率的有效方法，数控机床的高速加工能力更能显示机床的综合性能，高速电主轴的性能直接决定了机床的高速加工能力，本文以高速电主轴轴向热伸长及径向振动测试平台的搭建为主要内容，采用电涡流位移传感器、红外线温度传感器、数据采集卡和电脑计算机，利用VB6.0编程制作软件，开发高速电主轴综合性能测试系统。
一、电主轴概述电主轴是高速数控机床的核心部件，它采用无外壳电动机，将带有冷却套的电动机定子装配在主轴壳体内，转子和机床主轴的旋转部件做成一体，主轴的变速通过变频器控制，电主轴具有结构紧凑、响应快、转速高、功率大等优点，不过，随着主轴转速和进给速度的提高也会引来一些负面影响，如主轴发热、振动问题，也是造成主轴损坏的重要因素，也是影响加工精度的重要原因，电主轴基本结构图如图1-1。
图1-1 电主轴基本结构图二、高速电主轴的热源及振动分析1、高速电主轴的热源分析高速电主轴是高速机床的核心部件，同时也是机床的主要热源，电主轴中电动机的发热和轴承的摩擦发热是不可避免的，由此引起的热变形严重地影响机床的加工精度，因此，对电主轴的热特性进行分析也是必要的，本文将利用高精度电涡流位移传感器及红外线温度传感器对高速电主轴的轴向热伸长进行非接触测量。
2、高速电主轴振动的分析机械振动是指物体在某一中心位置两侧所做的往复运动，简称振动。
机床的振动大小对机械加工的精度、工件的表面质量、机床的有效寿命等有着不可小视的影响，影响机床振动的因素很多，如床身加工精度、导轨的加工精度、机床主轴的自身振动、数控系统的控制精度等等，其中电主轴的振动大小是影响机床系统振动的主要原因之一，同时也是衡量电主轴动态性能好坏最直接的指标。
数控机床高速主轴温升与热变形实验研究
ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｆ ｏ Ｃ Ｎ Ｃ ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ． Ｉ ｎ ｏ ｒ ｅｒ ｄ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｅｒ ｈ ｍ ａ ｌ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｏｎ ｉ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｏ ｉ ｎ ｓ ｆ ｏ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｍ ｏ ｔ ｏ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ
Ｔｈ ｅ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｔｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｒｉ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｈ ｅ ｒ ｍａ Ｉ
Ｄｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｈｉ ｇ ｈ Ｓｐ ｅ ｅ ｄ Ｓｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ｏ ｆ ＣＮＣ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ Ｔｏ ｏ ｌ ｓ
ｓ ｐ ｉ ｄｌ ｎ ｅ ， ｗ ｉ ｔ ｈ ｓ ｐ ｉ ｄｌ ｎ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｒ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ￣ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ ｔ ｈ ｔ ａ ｔ ｅ ｈ ｓ ｐ ｉ ｄｌ ｎ ｅ ａ ｘ ｉ ｓ（ Ｚｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｏ ｉ ｎ ） ｉ ｓ ｔ ｅ ｈ ｍ ａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ａ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ｆｔ ｏ ｅｒ ｈ ｍ ａ ｌ
了高速电主轴温升与热变形测试实验平 台，采用主轴动 态误差分析仪 同时测量 １ ５ ０ ＭＤ ２ ４ Ｚ ７ ． ５型电主轴在 Ｘ ＜ Ｙ 、 ｚ轴方向的 热变形量及不同位置的温升变化。结果表明， 主轴轴 向（ ｚ向） 的热变形量最大， 在转速为 ４ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ 、 ６ ０ ０ ０ ｄ ａ ｒ ｉ ｎ 、 ８ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 、
１ ０ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 条件下 ， 主轴的轴 向热变形分别达到 ７ ３ ． １ 、 ７ ９ ． ３ 、 ７ ４ ． ５ 、 ７ ５ ． １ ； 且主轴轴端温升趋势与轴向热变形趋势一致。 论文
高速电主轴系统的温升控制
算， 对其在一定升温范围内
的膨 胀量 做 充分 的考虑 。 我 们 通 过 图 ２和 图 ３所 示 关 系 对 轴 承 配 合 选 择 和 温 度
传递有一个直观了解。
设计时可按以下 ， 在结构允许 的条件下 ， 尽可能 将轴承支撑点远离转子 ， 加大前后轴承的跨距 ， 即： 避免上
３ 结 语
右 ，以油脂能均匀地在每个滚动体上形成一层薄油膜时
无 论 是设 计 阶段 还 是装 配 阶段 ，对 于产 生 电 主轴 系
的量 为最 佳 ；４ 如使 用 角接 触 球 轴 承 ， 轴 承 预 紧 时 避 统温升的主要环节 ， （） 在 我们应该严格控制 ， 把不该产生的热 免过 大 的预 紧 力 。 量消除掉 ， 把不可避免的热源尽量降到最低。 在整个系统 我公 司按 以上 方 法在 该 数 控车 床 上 安装 后实 验 得 出 的数 据 如表 ｌ 示 。 所 ． 的设计 当 中 ， 一定 要 做 到热 平衡 ， 样才 能使 整 个 电 主轴 这 系统 中的各 部分 更接 近热 平 衡 。 量产 生 是不 可避 免 的 ， 热
环境温度控制也非常重要。 一般情况下 ， 最好能在常 温下工作 ， ２ ￣￣ ￣为最佳温度 。 即 ０ ２Ｃ Ｃ
使得滚子 的摩擦力变小 ， 从而可 以减少温度进一步升高 ；
（） ３ 尽量 采 用 油润 滑 或油 气 润滑 ， 样 不仅 可 以起 到 润滑 这
除此 之外 ， 还要 适 当控 制 电主轴 系统 的动 平衡 ， 于 对 作用 ， 还有效地起到冷却作用 ； 如果 由于结构限制 只能采 高速 电主轴来说 ， 动平衡 等级应达 到 Ｇ ．级 ， Ｏ ４ 这里对该 取脂润滑 ，那么我们在装配时对润滑脂 的射入量要严格 项不作详细说明。 控 制 ， 般 情 况 下 不宜 过 多 ， 轴 承 滚 子 空 间 的 １ ０ 一 取 ／ 左 １
电主轴温升在线检测系统的研究
（ ｃ ａ ｉａ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ＆Ｅｌｃｒ ｎ ｔｕｅ ａ ｃ ａ ｇＵｎｖ ｒｉ ，Ｎ ｎ ｈ ｎ ３ ０ ，Ｃ ｉａ ｅ ｔｃ Ｉ ｓ ｔｔ ，Ｎ ｎ ｈ ｎ ｉｅ ｓ ｙ ａ ｃ ａ ｇ３ ０ ３ ｉ ｉ ｔ １ ｈｎ ）
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｗ ｉ ｈ ｅ ｅｏ ｔ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐｍ ｅ ｔｏｆｈｉｈ ｓ ｅ ｃ ｉ ｉｇ ｈ ｅ ｕ ｓ ｆｍ ｏ ｏｒ ｄ ｓ ｄｌ ｅ ｏ ｅｍ ｏ ｅ ａ ｄ ｈ ｎ ｇ ｐｅ ｄ ｍａ ｈ ｎｎ ，ｔ ｅ ｒ ｑ ｅ ｔｏ ｔ ｉ ｐｉ ｅ ｂ ｃ ｍ ｒ ｎ ｚｅ ｎ
（ 昌大 学 机 电工 程 学院 ， 昌 ３ ０ ３ ） 南 南 ３ ０ １ 摘要 ： 着 高速 加 工的发展 ， 电主 轴 的要 求也越 来越高 ， 随 对 电主 轴 的发 热 成 为一 个 有待 解 决 的重 大难 题 。
文章采 用 红外测 温 的方 法对 电主轴进 行 在线 检 测 ， 立 温度 模 型 ， 电主 轴 温升 及其 故 障进 行 预 测 和报 建 对
ｍｏｅｈｇ ． ｅｔ ｒｄ ｃｄｂ ｔｒ ｅ ｐｎ ｌ ｉ ａｂｇｐ ｏ ｌ Ｔ ｅｏｊｃｉｅｏ ｉ ｒ ｅｒｈｉ ｔ ｄ ｌ ｒ ｉ Ｈ ａ ｐｏ ｕｅ ｙ ｍｏｏｉ ｄ ｓ ｉｄ ｉ ｒｂｅ ｈ ｚ ｅｓ ｍ． ｈ ｂｅｔ ｆ ｈｓ ｅ ａｃ ｓ ｏｍｏ ｅ ｖ ｔ ｓ
速 的主要 原 因之一 … 。
切 削热 等 。 电 机 定 子 和转 子 的 发 热 来 源 于 电 机 的损
耗 。通 过 对 高 速 电 主 轴 热 态 特 性 的 有 限 元 分 析 和 实 地
测 量 ， 有 关数 据 代人 Ａ Ｓ Ｓ分 析 软 件 ， 们 可 以得 将 ＮＹ 我 到 电 主轴 的稳态 温度 场分 布 。 在 热平 衡 下 ， 电 主轴 的温度 场 的分 析 ， 以得 出 对 可
高速列车轴温在线检测系统的设计与开发
高速列车轴温在线检测系统的设计与开发随着交通运输的不断发展，高速列车作为一种重要的交通工具，其安全性和可靠性愈发受到关注。
其中，轴温的监测是保障高速列车运行安全的重要因素之一。
因此，设计和开发一套高速列车轴温在线检测系统对于提高列车运行效率和保障乘客安全非常关键。
本文将介绍一种高速列车轴温在线检测系统的设计与开发，并重点讨论该系统的关键技术和实现方法。
该系统采用物联网技术，通过传感器实时检测列车轴温，将数据传输到指定的数据中心进行集中处理和分析。
以下将依次介绍系统的硬件设计、软件开发和数据处理。
首先，系统的硬件设计主要包括传感器、数据采集模块和通信模块。
传感器以非接触式红外探测技术为核心，实时监测列车的轴温情况，并将数据传输到数据采集模块。
数据采集模块负责采集和处理传感器的数据，并通过通信模块将数据传输到指定的数据中心。
整个硬件设计需要考虑到工作环境的复杂性和稳定性，如防震、防水、耐高温等要求。
其次，系统的软件开发主要包括下位机程序和上位机程序。
下位机程序安装在数据采集模块中，负责实时采集列车轴温数据、数据传输和控制等功能。
上位机程序安装在数据中心，负责接收和处理轴温数据，并提供数据分析和报警功能。
下位机程序和上位机程序之间通过网络进行数据传输和通信，需要保证数据的及时性和准确性。
最后，系统的数据处理是整个系统设计的核心任务之一。
对于高速列车而言，轴温异常往往是突发性的，因此需要实时处理和分析轴温数据。
数据中心应具备高效的数据分析算法和实时报警系统，能够及时预警和应对轴温异常情况。
同时，该系统还应具备数据存储和追溯功能，以便后期的数据分析和故障排查。
为了保证系统的稳定性和可靠性，设计与开发过程中应充分考虑系统的可扩展性和维护性。
在硬件设计阶段，通过模块化设计和标准化接口，便于系统的升级和维修。
在软件开发阶段，采用先进的软件开发技术和编程规范，确保系统的可靠性和稳定性。
综上所述，高速列车轴温在线检测系统的设计与开发是一项复杂而又关键的工作。
高速机车轴温测试系统
课程名称：工程测试技术设计题目：高速机车轴温测试系统院系：机械工程系专业：机制二班年级：2010级姓名：张振、季川、苏晓茜指导教师：曾祥光西南交通大学峨眉校区2013年6月6日课程设计任务书专业姓名学号开题日期：年月日完成日期：年月日题目高速机车轴温测试系统一、设计的目的为了积极避免机车轴温现象给行车安全带来的隐患，多年来，人们一直致力与轴温探测系统的研究。
此处课程设计的目的在于研究DS1820传感器与单片机结合测试高速机车的轴温，避免轴温带来的危险。
二、设计的内容及要求此处设计基于DS1820温度传感器与单片机的结合，测试高速机车的轴温。
要求能检测机车每根轴的轴温、每台牵引电机的轴和抱轴瓦的温度。
检测的温度通过微机处理，可随时在屏幕上显示。
三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日西南交通大学目录一、测试任务 (4)1、测试系统的主要技术参数 (5)2、对测试系统的其他要求 (5)二、测试方案的选择 (5)1、传感器类型的选择 (6)2、红外轴温探测 (7)3、DS1820 (8)4、检测计算机系统的选择 (12)5、DS1820在单片计算机温度测控中的应用 (13)三、测试系统的硬件和软件设计 (14)1、系统的硬件构成 (14)2、传感器与主机的数据传输 (15)3、测试系统的软件设计 (16)4、系统的功能 (19)5、常见问题分析 (19)四、测试系统的可靠性与抗干扰设计 (20)1、系统电源的抗干扰设计 (21)2、系统主板的抗干扰设计 (21)3、系统软件的抗干扰设计 (21)五、测试系统的应用前景 (22)六、结束语 (22)七、参考文献 (22)高速机车轴温测试系统前言温度是科学研究和工业生产中应用极为普遍又极其重要的热工参数。
无论是在动力、机械、化工、冶金、制冷、电子、医药、食品、航天等工业部门，还是在国防、科学研究领域里都有大量的温度测量问题，因此可以说它对国民经济各部门都是必不可少的。
数控机床高速主轴温升与热变形实验研究
数控机床高速主轴温升与热变形实验研究张丽秀;李金鹏;李超群;于文达【摘要】Thermal deformation, caused by temperature rise of motorized spindle, is one of the important reasons that affect the machining accuracy of CNC machine tools. In order to study thermal deformation variations of high speed motorized spindle, this paper built a high-speed spindle temperature rise and thermal deformation test experimental platform, and measured the thermal deformation in X, Y, Z-axis direction and temperature rise in different positions of 150MD24Z7.5 spindle, with spindle error analyzer. The results showed that the spindle axis(Z direction) is the maximum amount of thermal deformation. Under the conditions of 4000r/min, 6000r/min, 8000r/min and 10000r/min, axial thermal deformation of the spindle is respective 73.1,79.3,74.5 and 75.1. And the trend of temperature rise at the front of spindle is consistent with thetrend of axial thermal deformation. The experimental results of this paper provide the accurate data which support for the intelligent prediction and active control of the spindle thermal deformation.%电主轴温升引起的热变形是影响数控机床加工精度的重要原因之一.为了研究高速电主轴热变形变化规律,搭建了高速电主轴温升与热变形测试实验平台,采用主轴动态误差分析仪同时测量150MD24Z7.5型电主轴在X、Y、Z轴方向的热变形量及不同位置的温升变化.结果表明,主轴轴向(Z向)的热变形量最大,在转速为4000r/min、6000r/min、8000r/min、10000r/min条件下,主轴的轴向热变形分别达到73.1、79.3、74.5、75.1;且主轴轴端温升趋势与轴向热变形趋势一致.论文的实验结果,为主轴热变形实现智能预测及主动控制提供了准确的数据支撑.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】4页(P129-132)【关键词】电主轴;温升;热变形;实验【作者】张丽秀;李金鹏;李超群;于文达【作者单位】沈阳建筑大学机械工程学院,辽宁沈阳 110168;高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学机械工程学院,辽宁沈阳 110168;高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学机械工程学院,辽宁沈阳 110168;高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室,辽宁沈阳 110168;沈阳建筑大学机械工程学院,辽宁沈阳 110168;高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室,辽宁沈阳 110168【正文语种】中文【中图分类】TH161 引言作为高速数控机床的核心部件，电主轴的性能极大的影响着机床的加工精度[1]。
高速电主轴系统课程设计
高速电主轴系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握高速电主轴系统的基本结构、工作原理及其在机械加工中的应用；2. 了解高速电主轴系统的关键技术，如电机驱动、冷却系统、轴承支撑等；3. 学会分析高速电主轴系统的性能指标，如转速、精度、振动等。
技能目标：1. 能够运用所学知识，对高速电主轴系统进行简单的设计和计算；2. 掌握高速电主轴系统的调试、维护及故障排除方法；3. 培养学生动手实践能力，能够独立完成高速电主轴系统的组装与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对高速电主轴系统及其在制造业中重要性的认识，激发学生学习兴趣；2. 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神，提高学生分析问题和解决问题的能力；3. 增强学生环保意识，认识到高速电主轴系统在节能减排方面的重要性。
本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，使学生能够掌握高速电主轴系统的相关知识，具备一定的设计和实践能力，同时培养积极的情感态度和价值观。
为实现后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 高速电主轴系统基本原理与结构- 介绍高速电主轴系统的定义、分类及其在机械加工中的应用；- 分析高速电主轴系统的工作原理，包括电机驱动、轴承支撑、冷却系统等；- 指导学生阅读教材中相关章节，如第二章“高速电主轴系统概述”和第三章“高速电主轴系统的工作原理”。
2. 高速电主轴系统关键技术- 讲解电机驱动、冷却系统、轴承支撑等关键技术；- 分析高速电主轴系统的性能指标，如转速、精度、振动等；- 引导学生参考教材第四章“高速电主轴系统的关键技术”和第五章“高速电主轴系统的性能指标”。
3. 高速电主轴系统设计、组装与调试- 介绍高速电主轴系统的设计方法，包括参数计算、结构设计等；- 指导学生进行高速电主轴系统的组装与调试；- 分析高速电主轴系统的维护与故障排除方法；- 参考教材第六章“高速电主轴系统的设计与计算”和第七章“高速电主轴系统的组装与调试”。
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时间
５ 结论
通 过对 测 试 系 统 的 的 现 场 测 试 ， 有 效 、 确 可 精
图 １ 冷却水 温升与转速的关系 曲线 ０
的完成 对 高 速 电主 轴 的几 个 关 键 部 位 的 在 线 温 升 及 轴 向热伸 长 的实 时测 试 。测 试 系 统稳 定 ， 测试 过 程 操作 方便 ， 测试 结果 真 实可靠 。
平衡 ， 与 电主轴 热源 的温 升有着 直 接 的联 系 。 这
１ ０ ／ ｎ ２ ０ ０ ｒｍｉ
赠
９ ０ ０ ｒｍｉ ０ ／ ｎ
８ ０ ０ ｒｍｉ ０ ／ ｎ
通 过实 验 ， 以 看 到 本 系 统 操 作 简 单 ， 据 相 可 根
应 的提示 就 可 以完 成操 作 ， 且测 试 效 率 高 ， 定 ， 而 稳 在 很短 的时 间 内可 以完成 整个测 试过 程 。
ｔ ｒｎ ｅ ｔｒ ｎ ｅ ａ ｉ ｎ ｃ ｉ ｅ Ｔ ｏ ｎ ｎ ｆ ｃｕ ｉ ｇ ９ ５； ｕ ｉ ｇ ｃ ｎ ｅ ．Ｉ ｔ ｒ ｔ ａ Ｍａ ｈ ｎ ｏ ｌ ａ ｄ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒｎ ，１ ９ ｎ ｏｌ
（ ５） ６ —＿ ３ ：１ ６ ７
Ｌ ｅＪｎ ｙｏ Ｙａ ｇＳ ｕ ｇ ａ ． ｔ ｉｔ ａ ｐｉ ｚ —ｉｎ ａ ｄａ ｓｓｍｅ ｔ ｅ ｉｈ ｅ ｎ， ｎ ｅ ｎ ｈ ｎ Ｓａ ｓｉ ｌ ｔｍｉａｔ ｓｅｓ ｎ ｔ ｃ ｏ ｏ ｎ ｏ ｈ ｒ ａ ｒｏ ｄ ｌｆｒＣＮＣ ｍａ ｈｎ ｏ ｌ．ｎｅ ａｉｎ ｏ ｒａ ｆａｔｅ ｌｅｒｒｍｏ ｅ ｏ ｍ ｃ ｉｅｔｏｓ Ｉｔｒ ｔｏ ａ Ｊ ｕｎ ｎ ｌ ｌ
４期
周金芳 ， ： 等 高速电主轴在线温升及轴向热伸长测试系统 的设计
７３ ５
加
ｐ
承外 圈 承外 圈 承外 圈
１
莹
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１ ０ ／ ｎ ４ ０ ０ ｒｍｉ ８ ０ ／ ｉ ００ｒｍ ｎ
５ ０ ／ ｉ ００ｒｍ ｎ
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时 间
ｏ ｃｉｅＴ ｏｓ Ｍａｕ ｅｕｅ２ ０ ； ４ ） １７ １ ５ ｆＭａｈｎ ｏｌ ＆ ｎ ｆ ｔｒ，０ ２ （ ２ ：４ — ５ ｏ
６
曹永洁 ， 傅建 中． 基于高精度位移传感器 的机床 主轴热变形 实时 测量． 控制与检测 ，０ ６；１ ）４ —４ ２ ０ （ ２ ：２ ４ 窦小龙 ， 杨建 国， 关 贺 ， 温度测点 优化在机床 主轴热误 差建 等．
图 ９ 轴 承外 圈 温 升 与 转 速 的 关 系 曲线 图 １ 轴 向热 伸 长 与转 速 的关 系 曲线 ３
１ ０ ／ ｎ ４ ０ ０ ｒｍｉ
以看 出电主轴 的 轴 向伸 长 量 随转 速 的提 高 而 增 大 ， 在 相 同转速下 ， 向伸 长量 增 大 到 一 定 长 度将 趋 于 轴
３ Ｏｋ ｆ ｒＡ ａ Ｃ，Ｅｒｅ ｉ Ｍ． Ｄｅ ｖ ｔｏ ｃ ｎ ｏ ｌ ｅｒ ｒ ｍｏ ｅ ｓ ｏ ｔｋ ｎ Ｙ ｉ ｒ ａ ｉｎ ｏ ｍａ ｈｉ ｅ ｔ ｏ ｒ 曲线 １
ａ ｄ ｅＴ ｒ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｐ ｏ ｅ ｕ ｅ ｆ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｅ ｅ ｔ ａ ｃ ｉ ｉ ｇ ｎ Ｉｏ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｒ ｃ ｄ ｒ ｏ ｈ ｅ ｘ ｓ ｖ ｒｉ ｌ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｃ
参 考 文 献
Ｂ ｙ ｎ Ｊ Ｉｔｒａｉ ａ ｔ ｕ ｆ ｈ ｒ ｌ ｒ ｒｒｓａｃ （ ９ ０） ｅ － ｒａ ． ｎｅ ｔ ｎ ｌ ａ ｓｏ ｔｅｍａ ｅｒ ｅｒｈ １９ ．Ｋ ｙ ｎ ｏ ｓｔ ｏ ｅ
ｎｔ ａｅ ｎ ａ ｅＣＲ １９ ；９（ ） ６５ ５ ｏ Ｐ ｐｒＡ ｎ ｓｏ ｔ ＩＰ，９ ０ ３ ２ ：４ —６ ６ ｅ ｌ ｆ ｈ
４ Ｌ ， ａ ． ｐ ｌ ａ ｏ ｆ ｅ ｌｔ ｌ ｒ ｏ ｅ ｓｔ ｎ ｏ ｏ Ｃ Ｈ Ｙｕ Ｊ Ａｎ ａ ｐｉ ｔ ｎ ｏ ａ ｉ ｅｒ ｍｐ ｎ ａｉ ｎ ａ ｎ ｃ ｉ ｒ ｍｅ ｏ ｃ ｏ
９ ０ ０ ｒｍｉ ０ ／ ｎ
７ ０ ０ ｒｍｉ ０ ／ ｎ
２ Ｗ ｅ ｋＭ ， ｋ ｏ ｅ Ｍｅ ｅ ｗｎ Ｐ．Ｒｅ ｕ ｔ ｎ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｎ ｏ ｅ ｍａ ｉｏ ｎ ｄ ｃ ｏ ｎ ｏ ｅ ｓ ｔ ｔ ｒ ｌ ｅＴ ｒｉ ｉ ｏ ｆ ｈ
ｍａｈｎ ｏｌ．Ａｎａｓｏ ｅＣＰ ，９５；４ ２ ：８ —５ ８ ｃｉｅｔｏｓ ｎ ｌ ｆｈ ＩＰ １ ９ ４ （ ）５ ９ ９ ｔ 时 间∥ ｓ
时间
７
图 １ 定子绕组与转速 的关 系曲线 ２
模 中的应用． 航空精密制造技术 ，０ ３ （ ）３ —３ ２ ０ ； ８ ：３ ６
电主轴 产热 的 主要原 因。
（ 下转 第 ７ ３页 ） ７
图１ ３为轴 向热伸 长 与转速 的关 系 曲线 ， 由图可
４期
陆
辉， ： 等 低渗透油藏压 降漏 斗影响因素研究
石 油 学 报 ，０ １２ （ ）７ —７ ２０ ；１ ４ ：２ ６
７３ ７
响因素如黏度 、 表皮系数等 ， 能有效提 高低渗透油 藏 的单井 产量 。
参 考 文 献
４ 燕 良东 ， 朱维耀 ， 洪庆． 渗透油藏 注采井 间压力分布 与流态 宋 低
响应 研 究 ． 土 力 学 ，０７；８ 增 刊 ）３ ６ ３ Ｏ 岩 ２０ ２ （ ：６— ７
ｃ ｎｅ ｉｇ ｒｇｄ ｂ ｄ ｉｅ ｔｃ ． ｎｅｎ ｔ ｎ ｏ ｒａ ｆＭａｈｎ ｅ ｔｒｕｓｎ ｉ ｏ ｙ ｋｎ ｍａｉｓ Ｉ ｔｒ ａｉ ａ Ｊ ｕｎ ｏ ｃ ｉｅ ｉ ｏｌ ｌ
ｔｏ ｏｌ Ｍａ ｕａｔｒ ，０ ０ ４ ８ １ ９ — １ １ ｓ＆ ｎｆｃ ｅ２ ０ ；０（ ）：ｌ９ ２ ３ ｕ