技术创新

  • 保持器设计
  • 计算分析
  • 主轴相关
  • 保持器设计

    a)材料先进性


    聚醚醚酮(PEEK)于1978年被研发出来,是一种超高性能的特种工程塑料,因其优异的骨骼匹配性、高强度、高模量、质量轻、能够被X射线穿透等综合性能最早被用于医学领域中人工脊柱,后逐步用于航空航天、高精密机械等领域。


    b)设计先进性


    针对PEEK的材料特性,利用空气动力学、高速形变、注塑模拟等计算机仿真分析,使其设计更加适合于主轴理论与实际的使用工况。

    先进的材料、先进的设计铸就了TIMG轴承保持器性能的先进性。

    保持器高速变形分析

    尼龙、胶木保持器高速运转中会产生较大的变形量,将直接影响到加工设备的性能


       TIMG认为加工中心主轴轴承应逐渐淘汰使用尼龙、胶木保持器,建议使用先进的PEEK保持器。



    图片3.png


    在同等设计条件下,轴承转速10,000RPM时,


          PEEK保持器的变形量为尼龙、胶木保持架变形量的五分之一。


    保持器气流场分析

    通过空气动力学仿真运算,确认保持器工作过程中主轴内的气流场状况,以更加优异的设计来确保轴承在主轴中的优良表现。


    保持器气流场分析云图

    保持器模流分析

    以计算机模拟仿真保持架注塑时的具体情况,从而使模具设计更加合理。


    保持器模流分析云图

  • 计算分析

    TIMG自主开发球轴承设计软件,使轴承设计开发更加简洁可靠。

    拟静力学分析

    将拟静力学分析应用于轴承运行工况中,使轴承各个部分在各种工况条件下的受力情况更加数据化。


    拟静力学分析计算公式

    拟静力学分析计算结果

    接触应力分析

    接触应力分析能够清晰地看出轴承应用过程中,各个部位的内应力情况,从而为轴承寿命的匹配提供了有力的依据。

    下图为力学分析图片:

    图片1.png

    离心膨胀计算

    利用离心膨胀仿真计算,可以有效地了解不同主轴安装条件下,过盈量的设定是否合理。

    轴承在实际运转过程中,由于滚动体的离心力、内外圈的温度差、内圈的离心膨胀、滚动体的热膨胀、内外隔圈的温度差等因素,均会增大轴承的预紧力。TIMG同样采用有限元分析技术,综合考虑以上因素以获得合理的应用方案。


    离心膨胀云图


    主轴热伸长分析

    TIMG对自主研发的温升试验机进行温度场模拟,与跑合试验相结合验证轴承的运转状态。


    主轴热伸长云图

    振动分析

    轴承失效发展过程为切向力发生变化→微裂纹→裂纹→损坏。在整个过程中,振动讯号都会有所体现,TIMG通过数学运算解读这些振动讯号,早期切向力发生变化时的振动讯号解读,即可实现早期故障诊断,早期故障诊断在轴承实际运用中有重大意义。


    振动图谱

  • 动态刚性

    动态刚性

    主轴跑合试验对比

    将市场上最流行品牌主轴的原有轴承与TIMG轴承进行8,000RPM极限跑合对比,采用立式安装、自然冷却的方式(模拟轴承应用端的实际工况)进行试验。


    跑合试验现场图片如下:


    1511831910576153.jpg


    在同刚性条件下:


          TIMG轴承寿命是原有大品牌轴承的两倍以上


    轴承应用端应重视主轴轴向刚性的测量,使轴承更好地发挥其优异的性能。


    想了解更多跑合试验情况请联系TIMG。