考虑热误差的电主轴建模与可靠性全局灵敏度分析

摘要

以数控机床电主轴为研究对象，旨在分析其轴向热伸长量对电主轴可靠性的影响.采用Svenska Kullager-Fabriken(SKF)摩擦力矩模型对轴承生热量进行分析，设定对流换热系数为边界散热条件，建立了热分析有限元耦合模型，求解电主轴的温度以及轴向热伸长分布.将有限元模型与实验结果进行对比，验证了建立的有限元模型的准确性.考虑随机因素的影响，建立电主轴热变形可靠性分析模型，并采用Kriging模型进行可靠性求解.对电主轴热误差可靠性全局灵敏度进行分析，结果表明，转速和冷却水流量对可靠度影响较大，轴向力和径向力对可靠度影响较小.

关键词

电主轴 / 热特性 / 有限元分析 / Kriging模型 / 可靠性 / 全局灵敏度

基金资助

国家自然科学基金资助项目（U22B2087,U23B2098）; 辽宁省应用基础研究计划项目（2023JH2/101300160）; 辽宁省教育厅高校基本科研资助项目（LJKQZ2021124）