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基于数据驱动的电主轴故障识别方法研究文献综述

 2020-04-15 15:47:43  

1.目的及意义

(1)目的

(1)研究过盈配合结合面特性,通过有限元法计算过盈配合结合面在不同过盈量下的接触刚度和接 触阻尼。在 ANSYS 中建立了过盈配合组件的有限元模型,对模型施加一定的边界条件,仿真后提取结合面上 单元和节点的接触压力、位移等参数,计算接触刚度和接触阻尼。运用结构响应耦合方法,代入仿真计算得到 的接触刚度和接触阻尼,建立过盈配合的理论模型,计算过盈配合一端的频率响应函数,与实测频响函数对 比,验证了接触刚度和接触阻尼的正确性。

(2)主轴系统作为数控机床的心脏部件,其动静态特性直接关系到机床的加工性能[1]。主轴振动试验是在不同转速 下测量主轴的振动量,包括振动位移、速度、加速度的幅 值和相位、振动的时间历程、频率等。通过主轴振动试验, 可以找到主轴在使用过程中可能发生的共振点,或者主 轴振动量偏大的转速区域,以避免主轴在共振区或不稳 定状态下工作[2]。

(2)意义

(1)本文研究了运用有限元法计算过盈配合结合 面的接触刚度和接触阻尼,得到了在不同过盈量 下,接触刚度和接触阻尼沿轴线方向的变化规律。 最后,结合实验测试和结构响应耦合计算,验证了 接触刚度和接触阻尼的有效性。根据计算得到的 接触刚度和接触阻尼,可以得出: 不同的过盈量对 接触刚度和接触阻尼的影响较小。因为过盈配合 中 ,轴和轴套已经紧密结合,过盈量的变化,对结合面特性,乃至整个结构的特性影响很小。

(2)本文针对液体静压轴承的主轴进行了振动试验和温升试验,分别研究了主轴在不同转速下的振动情况和温 升对振动的影响,发现随着温度的变化,主轴的整体刚性 得到加强,低速区的大振动区域变小,高速区的大振动区 域从原来的 1 300~1 450 r/min 变为 1 250~1 400 r/min,即 提前发生大振动。另一方面,由于实验主轴对油液没有进 行冷却,主轴在试验结束时油温接近限定值,若长期使用 主轴,需要对油液安装一个温度报警器。

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2. 研究的基本内容与方案

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1电主轴参数的预处理

针对 170MD12Y16 电主轴,设计了EMAB45 电磁平衡头,其由静环和动环两部分构成,静 环通过线圈通电产生电磁场,动环携带偏心质量并在 静环磁力作用下步进转动,整个平衡头由左右两组这 样的机构组成,以获得较大的平衡能力。电主轴则采 用普通三相异步电机,轴承采用角接触钢球轴承、油雾 润滑,润滑系统由空压机和油雾润滑器组成,压缩空气 流量可调节; 电机采用定子外循环水冷却,由水冷机提 供 冷 却 液 ,流 量 、温 度 可 调 。 为 了 安 装 平 衡 头 ,电 主 轴 前端相比标准设计进行了修正,延长了转子长度并取 消了防尘盖。170MD12Y16-EMAB45 电主轴主要参数 见表 表 4。


表4 电主轴冷却参数系数

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