機床主軸一軸承系統熱—力耦合模型及其動態性能研究

田久良　洪軍　朱永生　李小虎　郭俊康

摘要：為了研究機床主軸系統在高速運轉情況下的動態性能變化，建立了一種主軸一軸承系統的熱-力耦合模型，該模型包括了主軸轉子和軸承模型，采用有限元法得到主軸轉子模型，該模型考慮了主軸的離心效應、陀螺力矩和軸承剛度軟化效應，通過對Jones非線性軸承模型進行改進獲得了軸承模型，它考慮了主軸與軸承的初始裝配過盈量、離心力、溫升等因素導致的軸承內圈徑向變形及預緊力的變化，理論仿真結果表明：軸承內圈離心膨脹以及內外圈熱膨脹會導致軸承剛度增大，而對于背靠背的軸承配置形式，熱誘導預緊力會導致軸承剛度減小，此外，主軸離心效應比軸承的剛唐軟化時主軸一軸承系統動態特性的影響更明顯。