主轴轴承预紧力智能调控组件设计及性能分析

针对可控预紧主轴预紧力控制单元模块化和互换性方面的不足,提出一种具有适配性强、响应快、分辨率高等优点的主轴预紧力智能调控组件。开发调控组件控制系统,实现主轴的预紧力闭环控制。建立几何模型,使用模态叠加法对主轴进行谐响应分析,验证基于调控组件的主轴轴承预紧力智能控制的可行性以及在主轴振动抑制方面的有效性。建立主轴热力学模型,分析在不同预紧方式下调控组件对主轴轴承温升的影响规律。结果表明,在参数设置范围内,调控组件的预紧力控制分辨率为6 N,阶跃响应时间为200 ms,具有良好的控制精度;对比定压预紧,基于调控组件的主轴轴承预紧力主动控制方法有效降低主轴振动约13%,在主轴中、高速运行区间,降低轴承温度约7℃。为数控机床电主轴预紧力的智能调控提供一种可行的方法。