Journal of Mechanical Strength仉《烤尨2020, 42(2) ：255-262
DOI ：10.16579/j.issn.l001. 9669. 2020.02. 001
轴承预紧力作用下电主轴系统动力学特性研究* STUDY ON DYNAMIC CHARACTERISTICS OF MOTORIZED SPINDLE SYSTEM UNDER BEARING PRELOAD
高峰"贾伟涛…李艳张东亚 程明科 吴文武(西安理工大学机械与精密仪器工程学院，陕西省制造装备重点实验室，教育部数控机床及机械制造装备
小环钗
集成重点实验室，西安710048)
GAO Feng JIA WeiTao LI Yan ZHANG DongYa CHENG MingKe WU WenWu
双模卡(School of Mechanical and Precision Instrument Engineering &Key Lab.of Manufacturing Equipment
of Shaanxi Province &Key Lab.of NC Machine Tools and Integrated Manufacturing Equipment of the Ministry of Education,X i'an University of Technology,X i'an710048, China)
摘要考虑轴承预紧力这一非线性因素对轴承支承动态刚度的影响，建立了磨削电主轴系统动力学模型。在转子 系统中考虑由于转子质量偏心而产生的不平衡力，采用数值积分方法研究电主轴转子系统在轴承不同预紧力、不同转速 下系统的非线性动力学行为。结果表明：轴承预紧力是影响电主轴转子系统非线性动力学特性的一个重要因素，合理的 选择转子系统的工作参数，可提高系统的稳定性。
关键词磨削电主轴系统轴承预紧非线性动力学
中图分类号TH113
Abstract Considering the influence of the nonlinear factor of bearing preload on the dynamic stiffness of bearing support, a dynamic model of grinding motorized spindle system is established. Considering the unbalanced force caused by the eccentricity of the rotor mass in the rotor system, the numerical integration method is used to study the nonlinear dynamic behavior of the motorized spindle rotor system under different preload and rotating speeds. The results show that the bearing preload is an important factor affecting the nonlinear dynamic characteristics of the motorized spindle rotor system. Rational selection of the operating parameters of the rotor system can improve the stability of the system.
Key words Grinding motorized spindle system ；Bearing preload ；Nonlinear dynamics
视频抗干扰器Corresponding author：JIA WeiTaoy E-mail： jwthpu@ \63, Tel：+86-29-82312711针织牛仔布
The project supported by the Shaanxi Provincial Key Research and Development Program (No. 2018ZDXM-GY-074) , and the Natural Science Basic Research Plan in Shaanxi Province (No. 2019JM-148).
Manuscript received 20190907,in revised form 20191206.
引言智能断句
高速切削加工技术以其高效、高精度及较小的切 削力和切削热得到越来越广泛的应用，高速电主轴技 术的发展对高速加工的实施具有重要的意义[1]。其 中，主轴单元是影响电主轴稳定性的主要因素。由于 电主轴支承多采用高速角接触球轴承，轴承动态刚度 是影响主轴系统动态特性的重要参数，增加轴承的动 态刚度对改善轴承的支承特性、降低轴承振动及提高电主轴系统的运行精度具有十分重要的意义12"61。
精密电主轴轴承预紧是消除轴承游隙、提高轴承动态刚度和 机床加工精度，增加系统稳定性的一种最有效的方法。ZHANG J等建立了角接触球轴承在不同预紧机制下的刚度分析比较模型。结果表明：在固定位置预载 荷作用下，该轴承具有较好的刚度稳定性，并研究了组 合轴承的预紧力对系统刚度的影响。JIA
NG S等[1()]研制了可变预紧主轴实验装置。通过测量主轴的动态 刚度验证了该方法的正确性。结果表明，在低速范围
*20190907收到初稿，20191206收到修改稿。陕西省重点研发计划项目（2018ZDXM-GY-074)，陕西省自然科学基础研究计划（2019jM-l48) 资助。
**高峰，男，1969年4月生，宁夏中卫人，汉族，西安理工大学教授、博导。机械与精密仪器I：程学院副院长，主要从事数控机床加工精度 在线检测技术及误差补偿研究。
***贾伟涛（通信作者），男，1984年11月生，河南开封人，西安理工大学博士，研究方向为磨削电主轴系统动力学特性
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