影响高速电主轴热学特性的有限元优化分析

作者：高帅; 何毅斌; 王彦伟; 胡高芮; 涂盼盼

来源：制造技术与机床, 2018, (11): 36-43.

DOI：10.19287/j.cnki.1005-2402.2018.11.002

• 高速电主轴
• 温度场
• 冷却套厚度
• 换热系数

选择电主轴的油—水换热系统中的换热系数和冷却套厚度两个因素进行研究,建立了对应的热学分析的有限元模型,运用ANSYS Workbench有限元分析软件,分析研究了热稳态下电主轴的温度场分布,并确定了油—水换热系统换热系数及其冷却套厚度这两个因素对稳态时电主轴最高温度影响的灵敏度和优化方案。研究结果表明,油—水换热系统换热系数对电主轴整体的最高温度影响最大,冷却套厚度次之,并得出当其换热系数在[2 800,3 000]W/(m2·K)时,冷却套的厚度最优选择在4～4. 5 mm,若换热系数在[3 000,3 200]W/(m2·K)时,冷却套的厚度最优选择4～4. 5 mm,最后经过前后优化后,使得整体最高温度降低1. 8℃。

• 单位
  武汉工程大学; 机电工程学院