申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2020-11-11

公开（公告）日：2024-05-07

公开（公告）号：CN112434452B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/28;G06F30/17;G06T17/20;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.07#授权;2021.03.19#实质审查的生效;2021.03.02#公开

摘要：本发明公开了一种高速电主轴轴承轴径配合公差确定方法、系统及设备，方法包括电主轴温度场建模和热稳态下考虑热力耦合作用的高速电主轴轴承轴径配合公差确定，方法包括：建立电主轴系统三维模型，分析主轴热量产生及传递过程，建立轴承及其接触部件的二维简化模型，对电主轴的轴承进行静力学分析，得到轴承滚动体受力情况，并计算轴承发热量；计算电主轴电机发热量，计算轴承发热量和其他主轴发热、散热边界条件，建立考虑流固耦合影响的电主轴温度场计算模型，对轴承发热量、轴承温度应力和电主轴温度场进行迭代计算，获取稳定的电主轴温度场分布结果，同时考虑温度应力对轴承发热的影响，更加准确计算了电主轴工作过程中的轴承发热量。

主权项：1.一种高速电主轴轴承轴径配合公差确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，基于考虑热力耦合作用的电主轴温度场模型，计算得到电主轴热稳态下温度分布，建立电主轴热稳态下受温度应力影响下的温度应力和热变形计算模型；将温度场分布输入电主轴温度应力和热变形计算模型，根据电主轴内部部件的装配条件以及电主轴的实际服役条件，加载相应的位移和应力边界条件，计算得到电主轴的热稳态下温度应力分布和热变形分布；S2，根据S1所得到的电主轴的热稳态下温度应力分布和热变形分布，提取轴承内圈和外圈温度应力和热变形计算数值，根据所述轴承内圈和外圈温度应力和热变形计算数值调节装配过程中轴承内外圈和转轴、轴承座的过盈配合公差；建立考虑热力耦合作用的电主轴温度场模型包括如下步骤：步骤1，根据电主轴的实际情况建立电主轴系统三维模型，并分析电主轴的热量产生及传递过程；步骤2，建立二维圆环温度分布解析计算模型，建立轴承滚动体所受温度应力与轴承及接触部件温度分布的二维简化圆环模型；步骤3，对电主轴的轴承进行静力学分析，得到轴承滚动体受力情况，并以轴承滚动体受力情况为基础计算轴承发热量；计算电主轴电机发热量，静力学分析不考虑温度应力对轴承发热量的影响；步骤4，计算电主轴各项散热边界条件；步骤5，结合所述电主轴系统三维模型、电主轴电机发热量以及计算电主轴各项散热边界条件，建立电主轴热流耦合温度场计算模型，得到电主轴初始的温度场分布；步骤6，从电主轴初始的温度场分布结果中提取温度场数据，结合轴承滚动体所受温度应力与轴承及其接触部件温度分布之间的二维简化圆环模型和电主轴轴承进行静力学分析结果，计算考虑温度应力作用的轴承发热量；并进行轴承发热量与电主轴温度场的反复迭代计算，直至相邻两次计算中轴承外圈平均温度差小于设定的值Δ，即得到稳定的电主轴温度场分布结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 一种高速电主轴轴承轴径配合公差确定方法、系统设备

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