Thermische Eigenschaften des Spindelsystems basierend auf der umfassenden Wirkung mehrerer nichtlinearer zeitvariabler Faktoren

Die thermischen Eigenschaften des Spindelsystems für CNC-Werkzeugmaschinen werden von mehreren Faktoren beeinflusst, die nichtlinear und zeitvariabel sind. In diesem Papier wurde ein Modell zur Lösung der nichtlinearen zeitvariablen thermischen Eigenschaften für das Spindelsystem basierend auf der numerischen Lösungsmethode erstellt. Durch theoretische Ableitungen und Datenanpassungen wurden mathematische Modelle nichtlinearer zeitvariabler Faktoren, einschließlich des Reibungsmoments, das durch Schmierstoffe erzeugt wird, des konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten sowie der Kühlmittel- und Umgebungstemperatur, konstruiert. Die Temperatur und der Versatz des Spindelsystems zu jedem Zeitintervall werden unter Berücksichtigung der umfassenden Wirkung mehrerer nichtlinearer zeitvariabler Faktoren gelöst. Die tatsächlichen Temperatur- und axialen Deformationsdaten des Spindelsystems werden durch Experimente zur Detektion thermischer Eigenschaften ermittelt. Durch den Vergleich der Lösungsergebnisse, die von mehreren nichtlinear zeitvariablen Faktoren und von nicht zeitvariablen Faktoren betroffen sind, mit experimentellen Daten kann festgestellt werden, dass das Modell der nichtlinearen zeitvariablen thermischen Eigenschaften Vorteile bei der Darstellung des Trends numerischer Veränderungen und der Genauigkeit der Ergebnislösung aufweist im Vergleich zu einer Methode, die nicht zeitvariable Faktoren berücksichtigt, und die Lösungswerte der Temperatur, die von mehreren nichtlinear zeitvariablen Faktoren betroffen sind, sind fast konsistent mit den Detektionswerten und die relativen Fehler liegen alle innerhalb von ±3%. Der relative Fehler der axialen Deformation zwischen dem vom Modell gelösten Wert und dem Detektionswert liegt nahe bei −1%. Diese Schlussfolgerung belegt die Rationalität und Genauigkeit des Modells zur Lösung der thermischen Eigenschaften und den Aufbau nichtlinearer zeitvariabler Faktoren. Diese Studie ist von großer Bedeutung für die Erforschung der thermischen Eigenschaften des Spindelsystems und die Verbesserung der Leistung von CNC-Werkzeugmaschinen in der Tiefe.