高速高精度电主轴温升预测模型

来源：机械工程学报杂志2017年第23期北京时间：

作者：张丽秀, 李超群, 李金鹏, 张珂, 吴玉厚

单位：1. 沈阳建筑大学机械工程学院 沈阳 110168;2. 沈阳建筑大学高档石材数控加工装备与技术国家地方联合工程实验室 沈阳 110168

摘要：提出高速高精度电主轴温升预测模型，将有限元模型与试验数据相结合，精确预测不同工况下电主轴的温度场。建立电主轴流场、温度场有限元模型，分析冷却系统及润滑系统参数对电主轴温度场的影响；考虑电主轴运行速度、载荷，设计电主轴损耗测试方法，将测得的电主轴总损耗作为计算电动机、轴承生热依据；考虑冷却系统、润滑系统参数及环境条件对换热系数的影响，采用最小二乘算法，基于电主轴表面温度测试数据，优化电主轴换热系数，并将优化后的换热系数作为有限元模型的边界条件。建立170SD30-SY电主轴温升预测模型，将换热系数优化前后的温度场仿真数据分别与试验数据对比。结果表明，换热系数优化后的温升预测模型预测的精度提高了4.78%，提出的电主轴温升预测模型有较高的预测精度。

关键词：电主轴,换热系数,温度场,有限元,最小二乘法；

基金资助：国家自然科学基金（51375317）、辽宁省自然科学基金（2015020122，2014020069）和国家（地方）联合工程实验室开放基金（SJSC-2015-6）资助项目。