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影响高速电主轴热学特性的有限元优化分析 被引量:5

Finite element analysis of thermal characteristics affecting high speed spindle
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摘要 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/(m^2·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/(m^2·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℃。 Because there are many factors affecting the temperature field distribution of the spindle,two factors of the heat transfer coefficient and the thickness of the cooling jacket in the oil-water heat transfer system of the spindle are selected,and the corresponding finite element model of the thermal analysis,The ANSYS Workbench finite element analysis software was used to analyze and study the temperature field distribution of the thermostatic spindle,and to determine the heat transfer coefficient of the oil-water heat exchange system and the thickness of the cooling water jacket,Motor spindle temperature rise sensitivity and trends.The results show that the thickness of the cooling jacket of the thermal system has little effect on improving the overall temperature.When the heat transfer coefficient is[2 800,3 000]W·(m 2·K)-1,the thickness of the cooling jacket is optimally selected to be between 4mm and 4.5mm.If the heat transfer coefficient is[3 000,3 200]W·(m 2·K)-1,the optimal thickness of the cooling jacket is 4.5 mm,and the optimal temperature rise is 1.8℃.
作者 高帅 何毅斌 王彦伟 胡高芮 涂盼盼 GAO Shuai;HE Yibin;WANG Yanwei;HU Gaorui;TU Panpan(School of Mechanical and Electrical Engineering,Wuhan Institute of Technology,Wuhan 430073,CHN)
出处 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第11期36-38,43,共4页 Manufacturing Technology & Machine Tool
基金 武汉工程大学第九届研究生教育创新基金项目"高速电主轴热变形多物理场解耦研究"(CX2017025) 国家自然科学基金"面向整机的装配模型层次化等几何分析与形状灵敏度解析计算"(51375186)
关键词 高速电主轴 温度场 冷却套厚度 换热系数 high-speed spindle temperature field cooling jacket thickness heat transfer coefficient
  • 相关文献

参考文献5

二级参考文献8

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共引文献24

同被引文献32

引证文献5

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