고주파 모터 내장형 주축의 열특성에 대한 최적의 예압과 냉각유량에 관한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

High speed machining is the core technology that influences the performance of machine tools, and the high speed motor spindle is widely used for the high speed machine tools recently. The important problem in the motorized spindle is to reduce and minimize the thermal effect by the motor and ball bearings when the spindle is operated. Thermal characteristics according to the bearing preload and cooling condition is studied for the spindle with the oil mist lubrication and high frequency motor.
In this study, the temperature distributions, the thermal displacements and the trend of stiffness changes according to the inner heat generation are measured for optimal bearing preload and cooling flow rate to minimize the thermal deformation of the spindle. To predict the thermal characteristics of the spindle system, the temperature distributions and the thermal deformations are analyzed by using the finite element method and transient heat transfer analysis. This result can be applied to the design and manufacture of the high frequency spindle for optimal bearing preload and cooling flow rate.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 연구내용 및 범위 3
• 제 2 장 해석 이론 4
• 2.1 열전달 해석이론 4
• 2.2 열변형 해석이론 8
• 제 3 장 주축계의 구조 및 모델링 10
• 3.1 주축계의 구조 10
• 3.2 주축계의 모델링 12
• 3.3 주축계의 상태량 13
• 제 4 장 주축계의 경계조건 14
• 4.1 베어링의 발열특성 15
• 4.2 내장형 모터의 발열특성 23
• 4.3 냉각자켓의 냉각특성 23
• 4.4 주축 표면에서의 열전달특성 25
• 제 5 장 실험장치 및 방법 27
• 5.1 주축의 열특성 실험 28
• 5.2 강성 측정 실험 30
• 제 6 장 결과 및 고찰 31
• 6.1 주축의 열특성 해석 및 실험 결과 31
• 6.2 베어링 예압에 따른 실험 및 해석 결과 43
• 6.3 반경방향 하중에 따른 강성 측정 실험 결과 46
• 6.4 냉각 유량에 따른 실험 및 해석결과 48
• 6.5 냉각유량과 베어링 예압에 따른 열특성 해석결과 50
• 제 7 장 결 론 52
• 참 고 문 헌 53
• ABSTRACT 56