高速电主轴是集众多关键技术于一身的高新技术产品,其中轴承预紧技术是实现高性能电主轴的关键技术之一。主轴轴承预紧力的施加对轴系的固有频率、轴系振动、轴系刚度、轴承温升都具有重要影响。如果对主轴轴承施加合适的预紧力,它能够有效提高轴系的固有频率、轴系刚度、降低轴系振动。预紧力的大小需要兼顾低速大扭矩和高速大功率两方面因素综合确定,传统的定位预紧和定压预紧由于其自身的缺点已经不能满足需求。本文基于实验室现有磨削电主轴,围绕主轴轴承预紧力技术和研制轴承预紧可调装置,主要进行了如下研究:(1)本文基于实验室磨削电主轴进行了有关轴承预紧力的理论计算和有限元分析。具体包括:不同轴承预紧力下轴承刚度的理论计算,轴系仿真模型的建立,不同轴承预紧力对轴系固有频率和轴系不同部位谐响应位移的影响。(2)本文参考了国内外关于轴承预紧装置的研究,并根据压电陶瓷的自身特有性能,提出了选用压电陶瓷作为轴承预紧的施力部件。本文对实验室现有磨削电主轴进行了轴承预紧力施加改造,设计了轴承预紧力在线可调节的预紧装置。(3)对本文设计的轴承预紧力施加装置进行了相关实验的研究。具体包括:实验平台的前期准备、实验平台的搭建、轴承预紧力可调装置的可行性验证、在不同轴承预紧力和主轴转速下主轴振动和轴承温升的相关实验。本文探讨了研究主轴轴承合适预紧力的方法和思路。通过本文的研究,确定了轴承预紧力对轴承刚度、轴系固有频率和轴系谐响应位移的影响;提出使用压电陶瓷作为轴承预紧的施力部件,并做出相应实物,实现了主轴轴承预紧力的在线调节。