机械工程学报

作者：田胜利, 陈小安, 吴鹏凡

单位：1. 重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点试验室 重庆 400067;2. 重庆大学机械传动国家重点试验室 重庆 400044;3. 重庆交通大学机电与车辆工程学院 重庆 400074

关键词：高速电主轴,高压水射流,径/轴向力加载,动态性能；

基金：国家重点研发计划（2018YFB2000500）和重庆市教委科学技术研究（KJQN201900815）资助项目

高速电主轴的动态加载是测试其动态性能、寿命和可靠性等的关键环节。然而，高速电主轴的结构特征和极高的转速，使得其难以实现动态加载。基于高压水射流技术的高速电主轴柔性加载系统首次被设计、制造并测试，描述了该加载系统的原理、结构和组成。利用连续动量方程推导了射流冲击力模型。通过射流冲击力标定试验和射流流体有限元仿真，得到了加载力与靶距、射流压强、流量、喷嘴直径、标靶直径、转速之间的关系，实现了高速电主轴径向力和轴向力的定量加载。此外，利用该加载系统测试了径/轴向力对高速电主轴动态性能的影响，试验结果表明：①高压水射流技术可以为高速电主轴提供稳定的、长时的动态加载；②高速电主轴的温升、功率损耗和振动会随着径/轴向负载力显著增大，空载测试不能揭示高速电主轴的真实动态性能。为解决高速电主轴动态加载的难题提供了一种全新的试验方法。

来源：2021年第13期

《机械工程学报》期刊编辑部

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