[发明专利]一种基于生热散热功率的电主轴热特性分析方法

摘要

本发明公开一种基于生热‑散热功率的电主轴热特性分析方法，本方法过有限元仿真与经验公式结合，综合计算电主轴的生热功率和散热功率，得到电主轴各部件散热功率随时间变化的情况，对电主轴进行热‑结构耦合分析，得到电主轴结构变形随时间的变化情况，通过对计算数据进行处理，可更加全面精确地分析电主轴热特性。

主权项

1.一种基于生热-散热功率的电主轴热特性分析方法，其特征在于：通过有限元仿真与经验公式结合，综合计算电主轴的生热功率和散热功率，分析电主轴热特性，包含如下步骤：/n步骤一，建立电主轴固体区域和流体区域的三维模型，模型中的轴承滚动体部分用等效圆环代替，并对模型进行必要的简化；/n步骤二，根据经验公式计算电主轴前轴承、电机、后轴承的生热功率，将前轴承、电机、后轴承的生热功率进行求和，得到电主轴的总生热功率；/n步骤三，将步骤一中建立的固体区域和流体区域的三维模型导入有限元软件中，将步骤二中计算得到的电主轴前轴承、电机、后轴承的生热功率作为边界条件，进行流场瞬态仿真；/n步骤四，根据步骤三的仿真结果，提取不同时刻的前轴承、电机、后轴承冷却液出口温度计算不同时刻电主轴前轴承、电机、后轴承冷却液的散热功率；/n步骤五，将步骤四中计算得到的不同时刻电主轴前轴承、电机、后轴承冷却液的散热功率作为边界条件，进行电主轴温度场瞬态仿真，得到不同时刻的电主轴温度场，并计算不同时刻电主轴各处散热功率、总散热功率及结构吸热功率；/n步骤六，以时间为横坐标，以步骤二中得到的总生热功率、步骤五中得到的总散热功率和结构吸热功率绘制功率-时间曲线，得到电主轴生热-散热功率及结构吸热功率随时间变化的规律；/n步骤七，根据步骤五中计算得到的电主轴温度场，进行热-结构耦合仿真，得到不同时刻电主轴各部件的热变形，绘制电主轴各处的时间-变形曲线，得到电主轴热变形随时间变化的规律；/n步骤八，根据步骤一至步骤七的计算结果，对电主轴热特性进行分析；/n步骤九，改变工况后，重复步骤一至步骤八，得到电主轴在不同工况下热特性随时间变化的规律。/n