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作为数控机床核心单元的高速电主轴,其可靠性直接影响高速数控机床的可靠性,因此对高速电主轴进行可靠性分析与研究具有重要意义。所以需要我们对高速电主轴进行动态加载试验以模拟实际加工工况,进而对高速电主轴可靠性进行分析与研究。 传统高速电主轴的动态加载试验关键技术是用测功机对高速电主轴进行模拟载荷加载,而这一加载方式中存在着摩擦、噪音、振动等问题,影响电主轴的可靠性分析。针对这一问题,本课题提出了非接触电磁加载的方式,设计了高速电主轴非接触电磁加载试验装置,相对于传统的接触式加载方式,本加载方式具有无摩擦、加载力可调、无加载噪音、结构简单、易于操作等优点。 本论文主要介绍高速电主轴非接触电磁加载试验装置,其主要包括高速电主轴、非接触电磁加载系统、传感器测试系统等;结合MarkusAhrens动态磁场解析模型和本实验装置提出新的解析计算模型,通过麦克斯韦应力张量计算在该实验装置中电主轴轴端导磁圆盘所受到的径向力和切向力,画出随转速变化加载力的变化曲线。通过实测值进行对比验证了本解析计算模型的可行性。 由于电主轴可靠性试验需要长时间进行,加载盘涡流发热温度升高,因此在本文中对加载盘进行了热力学分析、计算,建立了加载盘的等效热路图,列出导磁圆盘的节点温升方程组,在matlab中用四阶龙格库塔法对该节点温升方程组进行了求解,画出导磁圆盘的温升曲线,并与实测值的对比,验证了本解析计算方法的可行性。 为保证实验装置的可靠性,对加载盘进行变形分析,分析加载盘变形原因,并进行了加载试验。