تحلیل تنش های حرارتی و مکانیکی در اسپیندل های دور بالا

اسپیندل قسمت اصلی ماشین ابزارCNC می باشد. به علت تولید گرمای زیاد تغییر شکلهایی در اثر بارهای حرارتی در اسپیندل ایجاد میشود. اسپیندل از جنس فولاد AISI ۴۳۴۰ دارای ضریب انبساط حرارت w/m.k ۵ ۰۱۱. ۴۵ xو گرمای ویژه ۴۷۵ j/kg.k بوده و شبیه سازی آن با نرم افزار آباکوس انجام گرفته است. در این مقاله سه حالت، جهت چیدمان بلبرینگها انتخاب شده که با اعمال حرارت تولیدی یاتاقانها به بررسی تنش های حرارتی-مکانیکی اسپیندل پرداخته شده است. ابتدا تحلیل تنشهای مکانیکی انجام شده که در ان مقادیر ماکزیمم تنش موجود در اسپیندل، برای حالت اول چینش بلبرینگها ۳۹ KPa ، برای حالت دوم ۳۷ KPa و برای حالت سوم ۳۴ KPa می باشد. سپس تحلیل تنش های حرارت ی انجام شده که مقادیر تنش حرارتی در حالت اول چینش بلبرینگها ۲۹۹MPa، کرنش ۰/۰۱۸۶۳ و مقدار انرژی حرارتی جذب شده توسط بلبرینگها ۳۵۳۲۳۹ ژول بوده است. نتایج حاصل از مقایسه تحلیلها تنش های حرارتی و مکانیکی نشان میدهد با توجه به مقادیر انرژی حرارتی، نحوه چینش بلبرینگها، تاثیر به سزایی در تغییر تنش و کرنش ناشی از انرژی حرارتی وارد شده به اسپیندل و در نتیجه کاهش دقت و کیفیت ماشین کاری دارد.