第30卷第1期2023年2月工程设计学报ChineseJournalofEngineeringDesignVol.30No.1Feb.2023电主轴冷却系统设计与仿真优化李毅1，陈国华1,2，夏铭1，李波1,2（1.湖北文理学院机械工程学院，湖北襄阳441053；2.襄阳华中科技大学先进制造工程研究院，湖北襄阳441000）摘要：为解决电主轴因内部温度场复杂而造成冷却效果差的问题，设计了一种用于电主轴冷却的水冷机系统。根据电主轴热特性分析结果，提出了水冷机冷却方案，计算了相关的传热参数，并建立了电主轴温度‒流速控制模型。然后，利用ANSYSFluent软件对电主轴进行了流体冷却有限元仿真，并通过电主轴冷却实验对仿真结果进行了验证。通过对比仿真结果和实验结果可知，冷却后电主轴电机定子最高温度约下降了60%，转轴的形变量约降低了70%。结果表明：利用水冷机系统对电主轴进行冷却具有良好的冷却效果，这可为高精密机床主动热控制技术的研究提供一定的借鉴和参考。关键词：电主轴；温度场；水冷机系统；有限元仿真中图分类号：TH133.2；TG502.15文献标志码：A文章编号：1006-754X（2023）01-0039-09DesignandsimulationoptimizationofmotorizedspindlecoolingsystemLIYi1,CHENGuo-hua1,2,XIAMing1,LIBo1,2(1.CollegeofMechanicalEngineering,HubeiUniversityofArtsandScience,Xiangyang441053,China;2.XY-HUSTAdvancedManufacturingEngineeringResearchInstitute,Xiangyang441000,China)Abstract：Inordertosolvetheproblemofpoorcoolingeffectcausedbycomplexinternaltemperaturefieldofmotorizedspindle,awatercoolersystemformotorizedspindlecoolingwasdesigned.Accordingtotheanalysisresultsofthethermalcharacteristicsofmotorizedspindle,awatercoolercoolingschemewasproposed,therelevantheattransferparameterswerecalculated,andthetemperature‒velocitycontrolmodelforthemotorizedspindlewasestablished.Then,thefiniteelementsimulationoffluidcoolingformotorizedspindlewascarriedoutbyANSYSFluentsoftware,andthesimulationresultswereverifiedbythemotorizedspindlecoolingexperiment.Bycomparingthesimulationresultsandexperimentalresults,itcouldbeseenthatthemaximumtemperatureofthemotorizedspindlemotorstatordecreasedby60%andthedeformationoftheshaftdecreasedby70%aftercooling.Theresultsshowthatthewatercoolersystemhasagoodcoolingeffectonthemotorizedspi...
