基于有限元法的高速电主轴轴承——转子系统动态响应分析研究

• 作 者: 左涛涛
• 机 构: 上海大学
• 出 处: 上海大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 有限元法 高速电主轴承 轴承阻尼 轴承转子系统

本文以高速电主轴为分析和研究对象，在对高速时主轴轴承内部动力学状态、动刚度、阻尼等性能参数进行分析和研究的基础上，针对高速电主轴转子系统动力学方面的特点，对电主轴轴承——转子系统动态响应的数学分析建模、数值计算方法以及试验等方面进行了研究。
1.分析研究了以角接触球轴承为支承的高速电主轴轴承——转子系统动力学性能方面的主要特点和存在的主要问题，结合主轴轴承内部动力学状态分析，利用有限元法，建立了包括主轴轴承支承性能、系统阻尼特性等因素在内的高速电主轴球轴承——转子系统动态响应的数学分析模型，并设计了相应数值分析方法和计算机程序。
2.结合具体高速电主轴算例，分析了转速、激振力、不平衡质量、质量块飞出、主振型阻尼比、主轴轴承预载荷、主轴轴承配置方式等对轴承——转子系统动态响应的影响。结果表明：转速是影响轴承——转子系统动态响应的主要因素之一；激振力的大小、类型等对轴承——转子系统的动态响应影响显著；系统的动态响应与主轴轴承预载荷、主轴轴承配置方式等也有一定的关系；阻尼有明显的减振作用等。
3.对高速电主轴轴承——转子系统进行了动力学方面的相关试验，如锤击模态试验、激振力动态响应试验和不同转速条件下转子系统的动态响应试验，试验结果与理论分析结果基本一致，验证了本文所建立的高速电主轴轴承——转子系统动态响应数学分析模型的正确性。