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高速電主軸的熱膨脹特征與建模


臺灣國立中正大學機械工程學系

摘要
　　在本文中，闡明高速電主軸的熱膨脹特征和建模，高速電主軸的熱膨脹比傳統(tǒng)的主軸具有更加復雜的動態(tài)特性，非平穩(wěn)性和對速度的依賴性。發(fā)生在軸承和電機轉子的離心力和熱膨脹改變了內置電機、軸承和裝配接觸面的熱特性。結果發(fā)現，使用傳統(tǒng)回歸分析的靜態(tài)模型和連接模型沒有給予令人滿意的精度和魯棒性。一種自回歸動態(tài)的熱誤差模型即考慮溫度變化信息和主軸轉速的模型已提出并證明能夠提高建模的精確度。然而，人們發(fā)現以溫度為基礎的熱誤差模型即旋轉刀具的熱膨脹和主軸殼體的溫度測量并不是有很好的魯棒性。許多非線性和時變的熱源像冷卻套、電機空氣間隙、運動接點及裝配界面熱膨脹的影響。使得測量溫度和熱膨脹的關系是高度非線性，時變和非平穩(wěn)的。在一些地方一種考慮主軸的熱位移和回轉軸測量溫度相關性的新模型已被提出。并且發(fā)現，以位移為基礎的熱誤差模型比以溫度為基礎的模型具有更好的精度和魯棒性。

關鍵詞：高速電主軸，動態(tài)熱誤差模型