主軸系統(tǒng)是機(jī)床產(chǎn)生振動的關(guān)鍵部件開展，分析主軸的動態(tài)特性可以了解機(jī)床的抗振能力和變形方式。分析中將主軸與支撐軸承簡化成一個彈性系統(tǒng)競爭力，同時將主軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力當(dāng)作結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力新的力量，該方法為主軸類零件的動態(tài)分析提供了新的思路。
 引言
 本文以數(shù)控自動上下料立式機(jī)床主軸系統(tǒng)為研究對象穩中求進，研究主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計對主軸系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗振能力的影響統籌。將主軸與支撐軸承簡化成一個彈性系統(tǒng)，將主軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力當(dāng)作預(yù)應(yīng)力來進(jìn)行分析協同控製，為主軸類零件分析提供了新的分析思路振奮起來。
 有限元方法被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程類的分析計算中，本文對機(jī)床主軸進(jìn)行有限元分析首先需要建立主軸的有限元模型試驗，包括對主軸模型設(shè)定材料參數(shù)勞動精神、劃分網(wǎng)格和施加邊界條件開展攻關合作，其中邊界條件可以考慮軸承的支撐因素，即在軸承支撐的位置添加具有剛度值的彈性約束條件保供。利用有限元方法我們可以對主軸進(jìn)行模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析自行開發。
1、主軸模態(tài)分析
 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動時責任，質(zhì)心會偏離軸線使軸產(chǎn)生方向周期性變化的慣性力應用情況，這一慣性力是激起軸的橫向振動的主要原因。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速接近或通過自身臨界轉(zhuǎn)速時組建，其振動會顯得異常強(qiáng)烈表現。模態(tài)分析可以確定機(jī)構(gòu)的固有頻率和振型，從而避免主軸工作時產(chǎn)生過大振動深刻變革。
 軸作為分析研究的對象選擇了兩種設(shè)計結(jié)構(gòu)結論，一種是長軸結(jié)構(gòu)(見圖1)，另一種是短軸結(jié)構(gòu)(見圖2)質生產力。由圖1可以看出適應性強，長軸結(jié)構(gòu)設(shè)計中的主軸屬于細(xì)長軸，長度為736mm先進的解決方案。而第二種設(shè)計的空心短軸中軸長度顯著減小到280mm拓展，直徑相對增大⌒v活動？梢钥闯鲞@兩種方案中主軸結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸都不相同不斷進步，通過有限元分析可計算出結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，對比結(jié)果判斷哪種結(jié)構(gòu)更優(yōu)效率。
根據(jù)實際情況規模，主軸工作時要受到其他部件的限制，也就是要設(shè)置相應(yīng)的約束條件講道理。軸承作為支撐主軸的部件發展目標奮鬥，它的支撐剛度對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的精度、抗振能力起著決定性作用更多的合作機會。軸承對主軸的支撐即可模擬為主軸與軸承配合部位施加彈性約束(如圖3所示)作用，同時在主軸上端有鎖緊螺母和其他結(jié)構(gòu)限制主軸的X、Y建設項目、Z向自由度最為突出。
 軸承支撐參數(shù)的識別有多種方法，如傳遞函數(shù)法相結合、直接法等高效化，本文利用已有經(jīng)驗公式計算角接觸軸承的剛度。主軸軸承采用定位預(yù)緊方式為產業發展，在已知預(yù)緊力的情況下範圍和領域，可近似求得角接觸球軸承的徑向剛度Kr：
按照已知的參數(shù)對主軸的有限元前處理進(jìn)行設(shè)定有所增加，根據(jù)約束條件施加彈性約束，為了考慮轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時離心應(yīng)力的影響需要給主軸設(shè)定一個轉(zhuǎn)速更高要求，即帶預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)模態(tài)分析越來越重要的位置。分析得到兩種結(jié)構(gòu)主軸的前3階模態(tài)結(jié)果如表1、表2所示共同學習。
由表1和表2可知順滑地配合，長軸的臨界轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)小于空心短軸的臨界轉(zhuǎn)速。加工時的轉(zhuǎn)速在3000r/min效高，空載轉(zhuǎn)速為3500r/min前沿技術，而長軸的低階臨界轉(zhuǎn)速是3180r/min和3192r/min，由此可知性能，長軸加工時可能會發(fā)生較大振動多種方式，而短軸的臨界轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于實際轉(zhuǎn)速，避免了產(chǎn)生共振的可能技術創新。
 2深入交流研討、主軸諧響應(yīng)分析
 諧響應(yīng)分析是研究物體受到一定頻率范圍內(nèi)激振力時產(chǎn)生的變形和應(yīng)力變化情況，研究對象主軸所受到的約束條件與模態(tài)分析相同廣泛應用，施加載荷為60N·m的轉(zhuǎn)矩關註度。分別以長軸和短軸前端一點(diǎn)進(jìn)行位移變形的數(shù)據(jù)采集，采樣間隔4Hz組合運用，在轉(zhuǎn)矩載荷0Hz～80Hz試驗區(qū)間均勻得到20個采樣點(diǎn)更讓我明白了。采樣頻率處的計算數(shù)據(jù)連接成如圖4迎難而上、圖5所示的曲線積極，可以分析主軸在該頻率區(qū)間受載荷下的變形情況。
3堅持先行、結(jié)論
 本文在模態(tài)分析過程中考慮了軸承的支撐剛度產業，并將主軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心應(yīng)力作為預(yù)應(yīng)力，求解得出所設(shè)計主軸的低階固有頻率和振型優化上下。對比結(jié)果顯示空心短軸的動力學(xué)特性比長軸的更好能力建設。本文還對其做了諧響應(yīng)分析，結(jié)果表明在一定頻率變化的正弦力作用下空心短軸結(jié)構(gòu)的受力變形更小生產體系，這也與模態(tài)分析的結(jié)果相吻合服務。