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Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 1-2/2021

10.05.2021 | ORIGINAL ARTICLE

Thermal network model and experimental validation for a motorized spindle including thermal–mechanical coupling effect

verfasst von: Changjiang Zhou, Zefeng Qu, Bo Hu, Shengbo Li

Erschienen in: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology | Ausgabe 1-2/2021

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Abstract

Thermal deformation caused by temperature rise affects the contact status of bearings in motorized spindles. In turn, the change in the contact status will affect the temperature rise and thermal deformation of the system. However, the latter has been rarely focused on in the previous literature. Therefore, a thermal network model of motorized spindle is enhanced by considering the thermal–mechanical coupling effect. Then, an iterative method is presented to solve the coupled equations, and a temperature test rig of the motorized spindle is set up to verify the proposed model. The predicted results by the proposed model are compared with the experimental results and the predicted results by the previous model. The relative error between the predicted and experimental results at two test points decreases by 9.56% and 3.44%, respectively, after considering the thermal–mechanical coupling effect. The temperature changes the contact angle and contact load of the bearings, thereby causing changes in frictional heat and temperature field. Such changes cause the difference between the proposed and previous models. The comparison with the experimental results shows that the proposed model with thermal–mechanical coupling effect can obtain a more accurate temperature field than the previous model.

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Literatur
5.
Zurück zum Zitat Palmgren A (1959) (1959) Ball and roller bearing engineering. SKF Industries Inc., Philadelphia Palmgren A (1959) (1959) Ball and roller bearing engineering. SKF Industries Inc., Philadelphia
36.
Zurück zum Zitat Bi J, Chen X, Li Y (2011) Thermal performance analysis of high-speed high-performance motorized spindle. J Mech Transm 35:84–87 Bi J, Chen X, Li Y (2011) Thermal performance analysis of high-speed high-performance motorized spindle. J Mech Transm 35:84–87
Metadaten
Titel
Thermal network model and experimental validation for a motorized spindle including thermal–mechanical coupling effect
verfasst von
Changjiang Zhou
Zefeng Qu
Bo Hu
Shengbo Li
Publikationsdatum
10.05.2021
Verlag
Springer London
Erschienen in
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology / Ausgabe 1-2/2021
Print ISSN: 0268-3768
Elektronische ISSN: 1433-3015
DOI
https://doi.org/10.1007/s00170-021-07221-0

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