高速立式加工中心电主轴的温升测试及分析
高速电主轴在线温升及轴向热伸长测试系统的设计
时间
５ 结论
通 过对 测 试 系 统 的 的 现 场 测 试 ， 有 效 、 确 可 精
图 １ 冷却水 温升与转速的关系 曲线 ０
的完成 对 高 速 电主 轴 的几 个 关 键 部 位 的 在 线 温 升 及 轴 向热伸 长 的实 时测 试 。测 试 系 统稳 定 ， 测试 过 程 操作 方便 ， 测试 结果 真 实可靠 。
平衡 ， 与 电主轴 热源 的温 升有着 直 接 的联 系 。 这
１ ０ ／ ｎ ２ ０ ０ ｒｍｉ
赠
９ ０ ０ ｒｍｉ ０ ／ ｎ
８ ０ ０ ｒｍｉ ０ ／ ｎ
通 过实 验 ， 以 看 到 本 系 统 操 作 简 单 ， 据 相 可 根
应 的提示 就 可 以完 成操 作 ， 且测 试 效 率 高 ， 定 ， 而 稳 在 很短 的时 间 内可 以完成 整个测 试过 程 。
ｔ ｒｎ ｅ ｔｒ ｎ ｅ ａ ｉ ｎ ｃ ｉ ｅ Ｔ ｏ ｎ ｎ ｆ ｃｕ ｉ ｇ ９ ５； ｕ ｉ ｇ ｃ ｎ ｅ ．Ｉ ｔ ｒ ｔ ａ Ｍａ ｈ ｎ ｏ ｌ ａ ｄ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒｎ ，１ ９ ｎ ｏｌ
（ ５） ６ —＿ ３ ：１ ６ ７
Ｌ ｅＪｎ ｙｏ Ｙａ ｇＳ ｕ ｇ ａ ． ｔ ｉｔ ａ ｐｉ ｚ —ｉｎ ａ ｄａ ｓｓｍｅ ｔ ｅ ｉｈ ｅ ｎ， ｎ ｅ ｎ ｈ ｎ Ｓａ ｓｉ ｌ ｔｍｉａｔ ｓｅｓ ｎ ｔ ｃ ｏ ｏ ｎ ｏ ｈ ｒ ａ ｒｏ ｄ ｌｆｒＣＮＣ ｍａ ｈｎ ｏ ｌ．ｎｅ ａｉｎ ｏ ｒａ ｆａｔｅ ｌｅｒｒｍｏ ｅ ｏ ｍ ｃ ｉｅｔｏｓ Ｉｔｒ ｔｏ ａ Ｊ ｕｎ ｎ ｌ ｌ
４期
周金芳 ， ： 等 高速电主轴在线温升及轴向热伸长测试系统 的设计
７３ ５
高速电主轴轴心轨迹的测试与分析
重庆大学本科学生毕业设计（论文）高速电主轴轴心轨迹测试与分析学生：学号：指导教师：助理指导教师：专业：机械电子工程重庆大学机械学院二O一二年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversityTest and analysis of orbit of shaft center for high-speed electric spindle systemUndergraduate: Guo JinlongSupervisor: Prof. He YeAssistant Supervisor : Lecturer Shan WentaoMajor: Mechanical and Electronic EngineeringCollege of Mechanical EngineeringChongqing UniversityJune 2012摘要由于高速电主轴系统复杂多变的运行环境以及未建模动态和外部干扰等众多难以描述的因素，使得高速电主轴系统的故障分析变得相当困难，本文提出一种改进的实验方法来研究运行高速电主轴的振动特性.首先，运用LMS数据采集分析仪和LMS信号分析软件构建该型号电主轴的振动信号测试处理系统，然后运用谐波小波超窄带高分辨率检波的优良特性及微弱信号提取功能，从复杂的实验环境中提取主轴振动信号并进行谐波小波分析，再利用谐波小波包的局部频域细化分析能力研究了主轴在八种不同转速下的振动频谱图，并成功提纯了转子轴心轨迹，为后续的故障诊断提供了验证依据。
最后以170MD15Y20型高速电主轴为研究对象，分析了主轴在负载相同、转速不同下的八种不同振动信号,将频率分量分成重复出现部分和规则出现两部分进行对比研究。
所得到的实验结果与理论分析相符，从而验证了所用方法的正确性。
关键词：高速电主轴,振动,谐波小波分析,故障诊断ABSTRACTDue to the high-speed electric spindle system, the complex and volatile operating environment, as well as unmodeled dynamics and external disturbances, and many other hard to describe the factors that makes high-speed electric spindle system failure analysis becomes very difficult, this paper presents an improved experimental method to study the run high-speed electric spindle vibration. first, the use of the LMS data acquisition analyzer and LMS signal analysis software to build the model of electric spindle vibration signal test processing system, and then use the fine features of the harmonic wavelet ultra-narrow-band high-resolution detector and a weak signal extraction function, spindle vibration signal extracted from the complex experimental environment and the harmonic wavelet analysis, harmonic wavelet packet analysis capabilities of the local frequency domain refinement of the vibration frequency spectrum of the spindle in eight different speed, and successfully purified the rotor axis orbit validation basis for the subsequent fault diagnosis. Finally, 170MD15Y20 high-speed electric spindle for the study, analysis of the spindle at the same load, eight different vibration signals in the different speeds, the frequency component is divided into two parts of a comparative study repeated part and the rules. The obtained experimental results consistent with the theoretical analysis, which verifies the correctness of the method used.Key words：High-speed electric spindle, Vibration, Analysis of the harmonic and small wave, Fault diagnosis摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1课题学术和使用意义 (1)1.2 国内外现状 (1)1.3 本章小结 (4)2 高速电主轴故障理论分析 (4)2.1高速电主轴故障原因分析 (4)2.1.1电主轴的谐振现象 (5)2.1.2电主轴的电磁振荡 (5)2.1.3电主轴的机械振动 (6)2.2高速电主轴故障信号特征分离和提取方法研究 (8)2.2.1信号盲分离方法 (8)2.2.2时频滤波方法 (9)2.2.3自适应滤波方法 (10)2.2.4自适应信号分解方法 (11)2.3本章小结 (12)3 高速电主轴轴心轨迹的测试 (13)3.1高速电主轴的频谱分析 (13)3.2 高速电主轴频谱分析的作用 (14)3.3 高速电主轴进行提取轴心轨迹的方法和步骤 (14)3.3.1 工作流程 (14)3.3.2 结合电主轴进行频谱分析 (15)3.4 高速电主轴谐波小波法提取轴心轨迹 (17)3.4.1 高速电主轴转子轴心轨迹的谐波小波提纯 (18)3.5高速电主轴故障测试 (19)3.5.1 测试系统 (19)3.5.2 测试方法` (20)3.6 本章小结 (24)4 高速电主轴轴心轨迹的分析 (25)4.1电主轴常见故障及其频谱特征 (25)4.1.1不对中 (25)4.1.2 不平衡 (26)4.1.3油膜涡动与油膜振荡 (27)4.2谐波小波试验分析 (29)4.3 本章小结 (31)参考文献 (33)致谢 (36)1绪论1.1课题学术和使用意义高速加工技术作为当代四大先进制造技术之一，是继数控技术之后使制造技术产生革命性飞跃的高新技术。
高速电主轴热态性能的有限元分析及温升控制
Ｆｉ ｉｅ Ｅｌｍ ｅ ｎ ｔ ｅ ｎｔＡｎａ ｙ ｉ ｆＴｈ ｒ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｅ ｍ ｌＣｈａ ａ ｔ ｒ ｓｉｓ ａ ｄ Ｔｅ ｐｅ ａ ｕｒ ｓ ｎｔ ｏ ｏｒ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｎ ｍ ｒ ｔ ｅ Ｒｉｅ Ｃｏ ｒ ｌｆ Ｈ ｉｈ Ｓ ｅ ｏ ｏ ｉｅ ｐｉ ｄｌ ｇ ｐｅ ｄ Ｍ ｔ ｒ ｚ ｄ Ｓ ｎ ｅ Ｗ ＥＮ Ｈｕ ｉｘ ｎ ａ — ｉ ｇ，Ｗ ＡＮＧ ｅ— ａ Ｍ ｉｙ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ａ ｃ ｏ ｄｎ ｏ ｔ ｎｔｒ ｌ ｏ ｏ ｈ ｒ ｃ ｅｉｔｃ ｆｈｇ ｐｅ ｄ ｍｏ ｏ ｉ ｅ ｐｉ ｄｅ ｈｅ ｔｓ ｕ ｃ ｓａ ｅ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｈｅｉ ｅｎａ ｔ ｒｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｏ ｉｈ ｓ ｅ ｔ ｒｚ ｄ ｓ ｎ ｌ， ａ ｏ ｒ ｅ ｒ ｍ
ｃｏｎｔｏ１ ｒ
Ｏ 引 言
电主轴作 为 一 种 新 兴 的 机 床 主轴 结 构 ， 采用 内
态 特 性 的 研 究 与 电 主 轴 温 升 的 控 制 是 电 主 轴 需 要 解
决 的关 键 问题 之 一 。
装 式 电机 直接驱 动形 式 ， 和传 统 的 主传 动方 式 相 比 ，
具 有结构 紧凑 、 动链 短 、 械效 率 高 、 传 机 噪声 低 、 动 振 小 和 回转 精度 高等优 点 。 电主轴 的应 用 不仅 大 大 提 高 了加 工效率 和加 工质 量 ， 降低 了产 品成本 ， 且 可 并 以实现薄 壁零件 和难加 工材料 的精密 加工 。 高速 电主 轴 是 高 速数 控 机 床 的核 心 部 件 ， 机 对 床 的加工 精度 和 效 率 影 响 很 大 ， 其 内装 式 电机 的 但 结 构 ， 得 高速 电主 轴 的发 热 量 大 ， 热条 件 差 ， 使 散 进 而 直接影 响 到 主 轴 的 精 度 。因 此 ， 高速 电 主轴 热 对
立式数控机床主轴热态精度检测
立式数控机床主轴热态精度检测利用电容式位移传感器和电阻式温度传感器对立式数控机床主轴进行高精度测量，试验获取主轴端径向和轴向热位移，以及主轴系统热敏感位置的温升。
对于机械式主轴，主轴前后轴承和减速器因高速滚动摩擦发热，使得主轴的发热量很大，造成的热变形会严重影响机床的加工精度。
对于结构稳定、技术成熟的数控机床，提高数控机床的热态精度最有效的措施是改进机床的主轴润滑方式或者对主轴轴承进行强制冷却。
1 引言数控机床的精度通常分为几何精度、位置精度和工作精度。
几何精度和位置精度可概括为机床的静态精度，静态精度只能在一定的程度上反映机床的加工精度。
除此之外，机床的精度还主要有动态精度，是指机床在外载荷、温升及振动等工作状态作用下的精度。
而其中对动态精度影响最为严重的是机床生热造成的热态精度。
温升是评定机床主轴的一项重要性能指标，综合反映了主轴的设计、制造水平和材料质量。
主轴系统的温升，通常是指在无外加载荷和无外部热源影响的条件下的典型区域温度与环境温度的差值。
通常用主轴前轴承的外圈作为测量系统温升的典型区域。
系统的温升越高，零配件的热变形越大，引起精度丧失的可能性越大，系统的热态特性就越差。
2 试验条件使用 API 主轴误差测试分析仪，测量范围 0. 1-0. 8mm，测量频率10s/s，分辨率0. 1μm，可测量的最大主轴转速为 60000r/min。
在 5 个自由度(X轴、Y 轴和 Z 轴漂移、X 轴和 Y 轴倾斜)上测量和分析主轴误差的短期和长期变化，并配备 20 个带磁性底座的热传感器以及计算机辅助软件，可以描述主轴的温度及变形状况。
温度测量除使用主轴动态误差分析仪自带的温度传感器外，还辅以红外热像仪进行温度场测试。
利用红外热成像原理可测量 -40— +120℃范围内的温度变化，近焦距 <0. 3m，精度±2Co或读数的±2%，采样频率 1Hz。
机床主轴在运转过程中主轴轴承、电机等由于摩擦而生热，尤其是高速主轴，其温升更快、更高。
高速电主轴轴承温度预测与温升影响因素分析
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂｅ ａ ｉｎ ｒ ｇ ｓ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ａ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ｏ ｆ ｆ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｈ ｅ ａ ｔ ｗ ｈ ｅ ｎ ａ ｈ ｉ 【 ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ — ｓ ｐ ｉ ｎ ｄ ｌ ｅ ｒ ｕ ｎ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ
ＬＩ ＡＯ Ｍｉ ｎ ，Ｗ ＡＮＧ Ｘｉ ｎ — ｘ ｉ ｎ
（ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＭｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｘ ｉ ｈ ｕ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ３ ９ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
表 １ 各输 出参数误差绝对值累积和
网络累积误 差值可知 ， 所建立 的网络泛化能力强。 下面就利用该网络进行轴承温度预测。
２ ． ２ 主 轴轴 承温 度预 测
根 据所 构建 的 Ｂ Ｐ神 经 网络 ， 输 入 主 轴 转 速 和 环 境温 度 ， 对 各 个 测 试 点 输 出参 数 （ 温度 ） 进 行 预
Ｊ ａ ｎ ．２ ０１ ３ Biblioteka ・机 电 工程 ・
＿＿ ＿
同 速 电主轴 轴 承 温 度 预 测 — Ｉ Ｊ ／ ｒ 目 ｍ 升 影 响 因素 分 析
口
高速立式加工中心电主轴的振动测试及频谱分析
动 分 量 转 变 成 电信 号 并 将 电 信 号 输 入 到 测 量 放 大 系 统 中． 之 后 再 对 其 进 行 信 号 处 理
１ ． ２ 电 主 轴 测 试 系 统 的 组 成
电主轴 在 高速运 转 时 ． 电 主 轴 系 统 会 发 生 振 动 通 过 在 电 主 轴 前 端 与 后 端 贴 装 加 速 度 传 感 器 采 集 加 速 度 信 号 ．之 后 对 加 速 度 信 号 进 行 处 理 得 到 电 主 轴 的 振 动 信号。
随着 社会 的发 展 以及科 技水 平 的提高 ．高速 数控
机 床 作 为 装 备 制 造 业 的 战 略 性 产 业 ． 是 装 备 制 造 业 的 技 术 基 础 和 主 要 发 展 方 向 高 速 立 式 加 工 中 心 的 主 要 特 点 为高速 、 高精 度 、 高 稳定 性 。 电主轴 作 为 高速 立式
要 求 的 运 动 以 外 ．其 它 一 切 偏 离 理 想 位 置 的 运 动 为 主 轴振 动 。 电主 轴端 部 的振 动量 ， 主 要 应 用 加 速 度 传 感 器
２ 电主 轴 的频 谱 分 析
加 速 度 传 感 器 安 装 在 主 轴 端 部 ．传 感 器 拾 取 振 动 信号 ， 并将 此振 动信 号 通过 电缆传 人 到振 动分 析 仪 ． 在 电 脑 屏 幕 上 显 示 一 条 幅 值 随 时 间 变 化 的 曲 线 在 时 域
及 实 际 的生 产 加 工 过 程 提 供 依 据
１ 电主 轴 的基 本 结构 及 振 动 测 试
如 图 １所 示 ． 为 高 速 立 式 加 工 中 心 电 主 轴 的 基 本 结 构 图 。其 额 定 功 率 为 ２ ２ ｋ Ｗ， 额 定 扭矩 为 ３ ４ Ｎ・ ｎ ｌ 。 最
高速电主轴热态性能分析
之 后 使 制 造技 术产 生 第 二 次革 命 性 飞 跃 的 一 项 高
新 技 术 。实 现 高速 加 工 的关 键是 要 有 高速 机床 ，
电 机 的 损 耗 一 般 分 为 ４类 ：机 械 损 耗 、 电 损 耗 、 磁 损 耗 和 附 加 损 耗 。前 三 类 损 耗 通 常 称 为 主 要 损
耗 。 附 加 损 耗 在 总 的 损 耗 中所 占 的 比例 很 小 ，约
为 额定 功率 的 １～ ５ ％ 。
２２ 轴承 的发 热 ．
０ 引言
以高 速 度 、高 精 度 、大 进 给 为 主 要 特 征 的 高
速 加 工 是 当 代 先进 制 造 技 术 之 一 ，是 继 数 控 技 术
定 扭矩 为 ６ Ｎ ４ ｍ。该 主 轴前 端 采 用 两 套 “ 背靠 背 ”
式 的 角 接 触 轴 承 ，在 主 轴 后 端 采 用 一深 沟球 轴 承
第３ 卷 第 １ ３ 期
２ １ － （ ） ［４ ］ ０ １ １ 上 １ １
Ｍ
＝
Ｍ
Ｍ
『 Ｉ
Ｏ
３４ 电主轴 前 、后密封 环 的对 流换 热 系数 ． 电主 轴前 、后密 封环气 隙 中有轴 向流动 的气
体 ，热交换 的情 况 比较 复 杂 。由于气隙很 小 （ 为 约
．
４
＝— ＝ ＿： 一
Ｈ
（） Ｊ； 为 决定轴 承摩擦 力矩 ｅ 的计算 载荷 。 ＋
＝
，
厂 、 ， 。
超高速主轴单元温升特性分析
超高速主轴单元温升特性分析
超高速主轴单元温升特性分析
对超高速主轴单元的内部热源进行了分析与计算,建立了超高速主轴单元温度场的有限元分析模型,利用ANSYS软件对其进行了温度场分析,并在此基础上研究了对轴承外圈进行强制冷却时前后轴承的温升情况,结果表明对轴承外圈进行强制冷却能够很好的降低轴承的温升.
作者：王猷严宏志 WANG You YAN Hong-zhi 作者单位：中南大学机电工程学院,湖南,410083 刊名：航空精密制造技术 ISTIC英文刊名：AVIATION PRECISION MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)：2007 43(6) 分类号：V233.4 关键词：超高速主轴单元温度场轴承温升。
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高速立式加工中心电主轴的温升测试及分析
赵月娥;王美妍
【摘要】Focused on the features of the built-in motor spindle high speed machining center,motorized spindle temperature of heat source was analyzed.Through designing and building electrical spindle experiment platform,and by using DH5922 dynamic signal test and analyzing system,optimal modulator thermal resistor of detection system was selected and motorized spindle temperature rising test was completed.Through the analysis of the experimental results,the reasons of the motorized spindle temperature rising were verified,and relevant measures for real-time monitoring of temperature rise were put forward.%针对高速立式加工中心电主轴内置电动机的特点,分析了电主轴产生温升的热源.通过设计与搭建电主轴试验平台,采用DH5922动态信号测试分析系统,选择热电阻适调器组成的检测系统,完成了电主轴的温升测试试验.通过对试验结果的分析,验证了电主轴温升产生的原因,并提出了相关对温升进行实时监控的措施.
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2013(000)008
【总页数】3页(P74-76)
【关键词】电主轴;温度传感器;温升测试;数据分析
【作者】赵月娥;王美妍
【作者单位】陕西工业职业技术学院机械工程学院,陕西咸阳712000;陕西工业职
业技术学院机械工程学院,陕西咸阳712000
【正文语种】中文
【中图分类】TG659
高速立式加工中心的主要特点是高速、高精度和高稳定性。
电主轴作为高速立式加工中心的核心部件，其性能的优劣对高速立式加工中心的加工精度及生产效率的影响很大；因此，通过对电主轴温升特性的测试，分析出电主轴温升达到热稳定状态时的转速范围，为电主轴的冷却系统以及实际的生产加工过程提供依据［1］。
1 电主轴的基本结构
高速立式加工中心高速电主轴的结构图如图1所示，该电主轴的额定功率为
19.0kW，额定转矩为68.7N·m，最高转速可达为20 000r／min，前后轴承均采
用油气润滑。
图1 电主轴结构图
2 电主轴的热源分析
电主轴工作时产生的热变形是由内、外热源共同作用的结果。
这些热源会随加工方式、工件材料和主轴转速等加工条件的变化而变化［2－3］。
不同的电主轴，其
单元内的各零件也会因零件的材料、结构和形状等不同而具有各自的热惯性。
在电主轴的不同部分热量的传热状况也不同，从而导致电主轴内部形成了复杂的温度场。
在这个复杂温度场的作用下，电主轴的各部分也产生了不同的热变形与热应力［4］。
高速电主轴的内部热源主要包括电动机引起的发热和轴承在高速运转过程中的摩擦发热。
定子产生的热量一方面可以通过对流由冷却系统的冷却水带走，另一方面可以与周围的空气进行对流。
转子产生的热量通过热传导直接传递给主轴，
同时也可以与周围空气对流换热［5－6］。
3 电主轴的温升测试
3.1 电主轴的温升测试原理
电主轴的温升特性试验包括空载温升试验和负载温升试验。
空载温升试验用来检验空运转情况下电主轴的温度和温升，主要目的是检验装配质量，检验在额定电压、额定功率及额定转速情况下，电主轴的温升是否达到热稳定状态。
电主轴在高速运转时会产生大量的热，主要来自内装电动机的发热和主轴与轴承之间的发热2个方面。
电主轴温升测试试验是在电主轴前端与后端外壳部位，用磁座贴装温度传感器，通过采集温升信号，并对温升信号进行处理，实现电主轴的温升。
当电主轴在额定电压和额定功率下以不同的转速旋转时，可使传感器拾取电主轴端部外圆柱表面上的温度数据，通过仪器对所采集到的模拟信号进行整形，并转化成离散的数字信号，然后再对其进行信号处理。
3.2 电主轴测试系统的组成
电主轴测试系统主要由高速立式加工中心电主轴、检测系统（加速度传感器、热电阻适调器、DH5922动态信号测试分析系统、测试软件和计算机等）组成，如图2所示。
图2 电主轴测试系统的组成
高速立式加工中心电主轴的温升测试试验采用温度传感器对不同转速下电主轴前后轴承处的温度进行采集，通过DH3814热电阻适调器对信号进行调节与DH5922动态特性信号测试系统分析，测试结果在计算机上直接显示。
试验中，共安装了5路温度传感器，分别对电主轴前端及后端轴承的温度进行监测。
在该测试试验中，通过安装于电主轴表面的温度传感器采集到模拟信号，通过仪器对所采集到的模拟信号进行整形，并转化成离散的数字信号。
温度传感器的安装位置如图3所示，通道5传感器安装于电主轴后端正面中间位置，通道6传感
器安装于电主轴后端正面右侧，通道7传感器安装于电主轴前端右侧，通道8传
感器安装于电主轴前端背面中间，通道9传感器安装于电主轴前端正面左侧。
图3 温度传感器的安装图
试验用温度传感器的输入输出通道参数：铂电阻类型为Pt100，量程范围为
266.4EU。
4 电主轴的温升测试结果
在室温（22℃）的条件下，开起电主轴，使电主轴以不同的转速空转，同时打开
电主轴的冷却与润滑系统。
将采集的数据在MATLAB中进行分析，绘制各通道转速的温度变化曲线，如图4所示。
图4 温度变化曲线
从图4中可以看出，通道5、7、8所采集的温度数据随转速的变化趋势基本相同，先增加后减少，转速在12 000～14 000r／min时的温度达到最高值，之后温度
随转速的增加而降低；通道6和9所采集的温度随转速的变化趋势大致相同，均
为缓慢增加的过程；通道9所采集到的温度最高值达35.9℃，温升13.9℃；电主轴在2 000～14 000r／min时的温度变化不稳定，电主轴各部分的温度逐渐升高，当转速达到15 000r／min后，对应电主轴5、7、8通道的温度逐渐下降，并且
温度变化逐渐趋于稳定，温升变化不大；在相同转速下，通道5、7、8的温度略
低于通道6、9，通道7、8、9所采集的为电主轴前端的温度，当电主轴最初开始运转时，由于冷却系统与润滑系统对电主轴的冷却效果不明显，所以温度变化较大。
运转一定时间后，冷却效果明显，电主轴的温度变化趋于平稳。
5 结语
电主轴温升随其转速提高而增大，并且温度升高增加缓慢，电主轴前端温升比后端温升高，冷却系统与润滑系统对电主轴的冷却效果在运转一段时间后表现明显，电主轴趋于热平衡状态。
该高速电主轴的前后轴承处的冷却形式是使其冷却套以水冷
的形式进行冷却，当转速增加时，向电主轴中空的内径中通入空气，从而加强了冷却作用。
参考文献
［1］文怀兴，苏江飞.高速主轴动态性能的试验研究［J］.煤矿机械，2012（5）：67－69.
［2］文怀兴，王美妍.高速电主轴热态性能的有限元分析及温升控制［J］.组合机
床与自动化加工技术，2010（9）：52－55.
［3］毕江涛.高速电主轴热态性能分析与试验研究［D］.重庆：重庆大学，2011. ［4］王煪.高速磨削电主轴温升及动力学特性研究［D］.长沙：中南大学，2008. ［5］崔海云.磨削类电主轴单元动态热态特性研究［D］.太原：太原科技大学，2010.
［6］尤晶.高速电主轴热态性能分析与优化［D］.武汉：华中科技大学，2011.。