带有浮动变位轴承的高速主轴系统轴承生热研究
2021-07-21阳雪兵章滔何录忠卜忠颉聂威
轴承 2021年5期
关键词:系统
阳雪兵,章滔,何录忠,卜忠颉,聂威
(1.湘电风能有限公司,湖南 湘潭 411101;2.海上风力发电技术与检测国家重点实验室,湖南 湘潭 411101;3.湘潭电机股份有限公司,湖南 湘潭 411101)
主轴系统是高档数控机床的核心功能部件,主轴长时间高速运转会导致轴承发热升温,引起主轴系统零部件的热膨胀,由于结构限制,热膨胀将产生热应力,从而改变各部件的受载状态,加速轴承的摩擦磨损,降低主轴系统的加工精度,缩短主轴系统服役寿命。随着高速主轴技术的发展,浮动变位轴承广泛用作高速主轴系统的支承轴承,浮动变位轴承的内圈无沟道,内圈相对外圈可以实现轴向自由移动,因此,可以释放由于主轴系统升温膨胀或者降温收缩而产生的热应力。但浮动变位轴承安装复杂,对径向卡滞非常敏感[1],径向游隙是影响浮动变位轴承工作的重要因素,因此,开展浮动变位轴承径向游隙以及径向游隙与其他工况参数共同作用对主轴-轴承系统热特征的影响具有重要意义。
轴承发热受多方面因素的影响,主要与轴承中的摩擦力和润滑油黏度有关,诸多学者对轴承和主轴系统中轴承的发热开展了广泛的研究。文献[2]通过大量试验拟合出计算轴承摩擦力矩的经验公式。文献[3]计算了滚动轴承接触引起的摩擦热功率,润滑油黏度引起的摩擦热,保持架与套圈之间的摩擦热以及滚子端部与内圈侧的摩擦热,以解释轴承的热功率损失。文献[4-6]基于轴承拟静力学模型对高速滚动轴承各热源进行了生热计算,分析了不同工况对轴承生热的影响。……
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