闫海鹏 胡贝贝 牛虎利 朱金达 吴玉厚

(①河北科技大学机械工程学院，河北 石家庄 050018；②河北科技大学化学与制药工程学院，河北 石家庄 050018；③沈阳建筑大学机械工程学院，辽宁 沈阳 110168)

高速电主轴是数控机床的核心部件，其利用电机直接驱动主轴的转动方式，实现了数控机床主轴的“零传动”，即达到了100%的传递效率[1]。随着高速加工技术的不断发展，各工业制造领域对电主轴转速与精度的要求与日俱增，而电主轴的关键部件采用传统钢制轴承已无法满足电主轴技术向高速大功率、高精度、高可靠性及高寿命等方向发展。全陶瓷轴承电主轴具有转速适应范围宽、高速运转发热小、性能稳定、寿命长、耐腐蚀、不怕污染、自润滑、抗磨损和可靠性高等优异性能指标，是高速数控机床理想的主轴单元[2-3]。

电主轴的服役性能直接影响着高速数控机床的加工精度，因此学者们对电主轴的热特性[4]、动力学特性[5-7]以及电磁场特性[8-9]等性能方面进行了大量的研究。其中，张丽秀等不仅对电主轴的温升预测以及热特性影响因素做了详细研究，还对电主轴的振动特性进行了分析[10-11]；熊文莉等对滚动体存在误差的电主轴轴承受力情况进行了研究，同时预测了轴承的使用寿命[12]。这些研究均取得了一定成果，并对改善电主轴性能提供了依据，但很少涉及电主轴辐射噪声的研究。

全陶瓷球轴承电主轴是高速机床的主要噪声源，而电主轴噪声是一种声学污染源，较高的噪声不仅对操作工人身心健康造成影响，降低劳动效率，同时对周围声环境也会造成污染，更重要的是高噪声状态的长期演化将影响电主轴可靠性。……