高速电主轴可靠性优化与分析

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2018.07.016

现代制造工程 ›› 2018, Vol. 454 ›› Issue (7): 93-98.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2018.07.016

高速电主轴可靠性优化与分析

罗静^1,2, 陈一凡^1,2, 张根保³, 李宇龙³, 王治超³

1 重庆理工大学机械工程学院,重庆 400054;
2 重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室,重庆 400054;
3 重庆大学机械工程学院,重庆 400044

收稿日期:2017-11-21 出版日期:2018-07-20 发布日期:2018-07-20
作者简介:罗静,教授,主要从事先进制造技术及装备研究等。张根保,博士,教授、博导,主要研究方向为先进制造技术、计算机集成制造系统、数控机床可靠性、现代质量工程、企业信息化等。E-mail:luojing@cqut.edu.cn;gen.bao.zhang@263.net
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51575070);国家科技重大专项项目(2016ZX04004-005,2015ZX04003-003,2013ZX04005-012)

Reliability optimization and analysis of high speed motorized spindle

Luo Jing^1,2, Chen Yifan^1,2, Zhang Genbao³, Li Yulong³, Wang Zhichao³

1 College of Mechanical Engineering,Chongqing University of Technology,Chongqing 400054,China;
2 Key Laboratory of Advanced Manufacturing Technology for Automobile Parts,Ministry of Education,Chongqing University of Technology,Chongqing 400054,China;
3 College of Mechanical Engineering,Chongqing University,Chongqing 400044,China

Received:2017-11-21 Online:2018-07-20 Published:2018-07-20

摘要/Abstract

摘要： 运用ANSYS Workbench响应面优化和Six Sigma可靠性分析平台,在电主轴静力学分析基础上,以质量作为优化状态变量,最大变形作为优化目标进行可靠性优化设计;选取电主轴的几何尺寸、外载荷、弹性模量和前后轴承刚度作为随机输入变量,对电主轴进行可靠性分析。结果表明:优化后的电主轴静刚度提升了19.44 %,达到设计标准值。可靠性灵敏度分析表明:杨氏模量、外载荷、前轴承刚度及内圆孔半径的随机变化对电主轴静刚度影响较大,优化后的电主轴可靠度达到98.459 %,结构可靠性更高。

关键词: 电主轴, 静刚度, 有限元分析, 响应面优化, 可靠性分析

Abstract: Using the platform of ANSYS Workbench response surface optimization and Six Sigma reliability analysis,based on the static analysis of the motorized spindle,the optimization design of the reliability is carried out with the quality as the optimization state variable and the maximum deformation as the optimization objective;The geometric dimension,external load,elastic modulus and front and rear bearing stiffness of the spindle are chosen as random input variables,and the reliability analysis of the motorized spindle is carried out.The results show that the optimized static stiffness of the spindle increases by19.44 %,which can satisfy the design standard value.The reliability sensitivity analysis shows that the random changes of Young’s modulus,external load,bearing stiffness of the front axle and inner circular hole radius have a greater influence on the static stiffness of the motorized spindle.Which shows that the structure reliability is higher and the reliability of the optimized motorized spindle is 98.459 %.

Key words: motorized spindle, static stiffness, finite element analysis, response surface optimization, reliability analysis

中图分类号:

TG586
TH122

罗静, 陈一凡, 张根保, 李宇龙, 王治超. 高速电主轴可靠性优化与分析[J]. 现代制造工程, 2018, 454(7): 93-98.

Luo Jing, Chen Yifan, Zhang Genbao, Li Yulong, Wang Zhichao. Reliability optimization and analysis of high speed motorized spindle[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2018, 454(7): 93-98.

参考文献

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Reliability optimization and analysis of high speed motorized spindle

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