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我国高性能机床主轴技术现状分析(三)

《金属加工》冷加工作者 2011-10-20


  (1)建立了基于拟动力学的角接触球轴承电主轴系统的动态设计理论,揭示了轴承动刚度随转速变化而变化的规律,开发了电主轴系统动态特性分析软件并成功实现工程化应用。  洛阳轴承研究所在轴承数据库上有充分的积累,可以根据主轴动态特性自行设计制造和选配轴承;实现高速轴承在不同预载下的变形、应力进行分析,为分析不同结构参数和载荷下球轴承的特性提供依据。湖南大学建立了角接触球轴承的拟动力学模型和基于Timoshenko梁模型的电主轴转轴模型,提出了轴承、主轴和座孔结合面参数对整机刚度影响的设计依据,归纳得到了不同载荷条件下轴承、电动机、主轴及冷却系统之间的热传导和热分配规律;开发了电主轴系统静动力学特性分析软件并开发成功了35kW、18000r/min加工中心永磁同步电主轴。东南大学建立了电主轴*佳预紧力的分析理论与方法,建立了含拉杆的电主轴双转子耦合动力学模型和含拉杆、外壳的电主轴三转子耦合整机动力学模型,开发了电主轴转子动力学分析与设计软件;采用弹性元件与液压作动器混合预紧方式,研制了液压传动与微电子控制技术预紧力可控开环装置系统;研制成功高速电主轴滚动轴承油气二相流润滑试验装置(转速51000r/min),系统开展了油气润滑试验;完成了电主轴热态特性分析,给出电主轴结合部刚度和热阻的解析模型。  (2)开发成功超高速磨削液体动静压电主轴等新型电主轴产品并在工程上广泛应用,水润滑电主轴技术取得重要进展。  湖南大学针对砂轮线速度150m/s以上的超高速外圆/凸轮轴磨床需要,研制开发了电动机内装式液体(动)静压电主轴,额定功率和*高转速达35kW、10000r/min,径向圆跳动1m.上海原创精密机床主轴有限公司研制的液体(动)静压电主轴,额定功率和*高转速达34kW、8500r/min,径向圆跳动1m.东方精益公司生产开发液体(动)静压电主轴,额定功率和*高转速达17kW、8000r/min,径向圆跳动1m,径向刚度500N.m.北京航空航天大学下属的北京北航精密有限公司开发了系列(动)静压主轴产品,额定功率/*高转速达到7.5kW、48000r/min,回转精度能达到0.5m以内。上海机床厂研制成功了HSDB-R及HSDB-1深浅腔组合的多油楔(动)静###承,用于外圆磨床上达到镜面效果,效率比静###承提高1倍,用于头架磨出工件圆度达可达0.1m.  湖南普来得公司开发了水润滑(动)静压电主轴,已通过工业运行试验,正逐步推广应用。东南大学研究了水静###承在阶跃载荷作用下的过渡过程特性和正弦激励作用下的幅频特性,完成电主轴动态特性分析;基于先进的表面工程技术,并应用纯水液压元件,研制水润滑高速静###承系统。天津大学研制出一种适用于高速滑动轴承主轴润滑的新型粘度可控型低粘度绿色润滑液。该润滑液以高纯净水为基础液,采用正交试验法确定*优配比的防锈添加剂,含有增粘剂以调节润滑液粘度,消泡剂消除润滑液泡沫,混合后性能稳定;开展了干摩擦、水润滑、新型润滑液润滑下工程陶瓷滑动轴承摩擦副材料性能实验研究。  (3)开发成功各类空气轴承电主轴并在工程上广泛应用。洛阳轴承研究所生产的气静压电主轴转速达90000r/min,用于钻削0.3~0.7mm的小孔,效率达190次/min.北京航空航天大学与洛阳轴承研究所联合研制成功的气体浮环(动)静压混合轴承及超高速空气精密主轴,转速达300000r/min.  广州市昊志机电有限公司联合哈尔滨工业大学开发成功的DQFZ-200型空气轴承电主轴,转速达到200000r/min,已批量应用于PCB钻孔行业。

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