两种不同材料的电主轴磁-热耦合有限元仿真分析

来源：机床与液压杂志2015年第13期北京时间：

作者：张丽秀

单位：沈阳建筑大学交通与机械工程学院；沈阳建筑大学交通与机械工程学院；沈阳建筑大学交通与机械工程学院；沈阳建筑大学交通与机械工程学院

摘要：电主轴热态稳定性影响电主轴整体工作性能，作为电主轴主要热源的内置电机对电主轴热态性能的影响是设计过程中优先考虑的问题之一。电主轴生热小，散热快是保证其优良热态性能的前提。基于电主轴电磁损耗生热机制和电主轴传热散热机制，建立电主轴有限元模型。提出一种电主轴磁-热耦合分析方法，分析电主轴额定转速下内置电机的磁场和温度场，监测电主轴内置电机各部分温度场以及瞬态温度。以170SD30陶瓷电主轴与金属电主轴作为分析对象，分析了采用新型陶瓷主轴材料对改善电主轴内置电机温度场分布的影响。结果表明：陶瓷电主轴电磁损耗小于金属电主轴电磁损耗，在电机损耗热的影响下，陶瓷电主轴温度低于金属电主轴温度。

关键词：电主轴;电磁损耗;时步有限元;磁-热耦合;温度场;陶瓷

基金资助：国家自然科学基金（51375317）；辽宁省教育厅（L2012215)