梅俊伟 刘保国 冯 伟

(①河南工业大学机电工程学院，河南 郑州450001;②河南省超硬磨料磨削装备重点实验室，河南 郑州450001)

与普通磨削相比，超高速磨削(砂轮线速度>150 m/s)具有效率高、加工精度高、表面质量好等优点[1]。由于其内置电机电磁损耗和轴承摩擦产生热量，导致主轴产生较大的热变形。研究表明，电机是电主轴的主要热源之一[2-3]。随着转速的增加，主轴电机产生的温升进一步加剧，严重影响了高速电主轴的工作寿命和精度。因此，必须对电主轴内置电机的电磁发热进行深入分析，以提高超高速磨削电主轴的工作性能。

目前，国内外学者对电主轴内置电机温度场的分析进行了大量研究。文献[4]提出了一种电主轴三维有限元模型来预测高速电主轴热性能。将内置电机发热量加载到温度场模型中，但没有考虑温度变化对电机材料属性的影响。文献[5]通过使用有限元分析软件ANSYS Workbench分析了电主轴系统在不同转速下的温度场分布和热变形。文献[6]分析了电主轴电机定、转子间的气隙厚度受到热载荷和离心力作用的减小程度，计算了定、转子间的对流换热系数随气隙长度的变化量，得到定、转子间的热分布规律。文献[7]通过实验较为精确的获得电主轴电动机损耗，并将损耗以生热量的方式加载到有限元模型中，但没有将电主轴电动机材料的温度特性引起电磁损耗变化这一因素进行分析。文献[8]提出了一种新型轴芯冷却结构，建立了电主轴热-结构耦合分析模型，分析得到有、无轴心冷却转子的瞬态温升规律。文……