主动磁轴承—转子系统的动态结构参数辨识

电磁轴承与传统轴承的结构完全不同。因此辨识方法也不尽相同。本文针对刚性磁轴承－转子系统,利用多频电流激励法与最小二乘法对系统的结构参数进行辨识,仿真结果表明,该方法简单易行,准确度较高。     

球面解耦永磁偏置磁轴承设计与分析

针对磁轴承在偏转时产生干扰力矩和磁路耦合问题,提出一种球面解耦永磁偏置磁轴承。基于麦克斯韦电磁吸力方程和等效磁路法理论分析磁轴承的力解耦和磁路解耦,并利用有限元仿真验证理论分析结果。结果表明：在转子发生0.5°偏转时,球面解耦永磁偏置磁轴承的干扰力矩是柱面永磁偏置磁轴承干扰力矩的1.3%,且在轴承径向隔磁块中间位置,气隙磁密约等于0.01 T,磁通几乎不穿过轴承定转子。球面解耦永磁偏置磁轴承可降低干扰力矩,实现磁路解耦,提高控制力矩精度,可用作磁悬浮飞轮的主动高精度控制。     

大承载力径向电磁轴承的建模设计与分析

根据10 kW·h储能飞轮对支承系统的大承载力要求,提出12磁极E型径向电磁轴承结构,分析磁极个数对于支承性能的影响,建立12磁极径向电磁轴承的电磁力数学模型,并基于此对电磁轴承的结构展开设计。基于有限元软件,进行不同控制电流下的电磁轴承磁场分布仿真。基于所设计的径向电磁轴承试验台,进行不同间隙状态下的电磁力试验,仿真和试验分析结果验证了所提出磁轴承结构的合理性和可行性。     

新型气磁悬浮轴承的机理研究及仿真分析

基于静压气体轴承具有可提供较大承载力与主动磁轴承具有无摩擦、无磨损、可控性好的特点,提出了一种新型气磁悬浮轴承.研究了其悬浮机理,基于静压气体轴承压力分析以及主动磁轴承磁路分析,建立了气磁悬浮轴承悬浮力的数学模型;通过有限元仿真分析了气磁轴承的磁场特性、流场特性以及气磁耦合特性,确定了气磁轴承的承载能力.研究结果表明:...     

电磁轴承-转子系统的设计与结构工艺性分析

以一个五自由度转子支承系统为例，简述了电磁轴承一转子系统的组成与结构特点；从设计与制造角度，将系统分成电磁轴承系统组件和转子系统组件两部分，分析了两个系统组件中各零部件的设计制造特点；给出了符合加工与装配过程结构工艺性的零部件参数设计和选择的方法。     

滑动轴承半径间隙对转子系统振动特性影响研究

建立考虑半径间隙的轴承-转子系统动力学模型,基于有限差分法并运用超松弛迭代法求解Reynolds方程得到油膜压力分布。计算不同半径间隙和载荷下滑动轴承的油膜特性,得出各静动特性系数、最大油膜压力和最小油膜厚度的变化曲线。在不同半径间隙下对轴承-转子系统进行动力学分析,得到转子系统轴心轨迹、时域响应和频域响应。结果表明：调整轴承半径间隙可以有效减小转子系统因不平衡而产生的振动,降低转子系统的不平衡敏感度,为维持轴承-转子系统在不同工作状态下的稳定提供参考。     

电磁支撑阻尼对非线性刚度转子系统振幅突变性能的影响

为分析电磁支撑阻尼参数对非线性刚度转子系统振幅突变控制性能的影响规律,将具有非线性电磁支撑刚度和电磁支撑阻尼特性的电磁支撑引入转子系统,建立了电磁支撑-转子系统动力学模型。利用平均法导出了转子系统主共振频率响应方程。在此基础上,基于突变理论和奇点稳定性理论分别得到转子系统分叉集曲线和临界失稳曲线的数学表达式。借助数值算例讨论了电磁支撑阻尼对主共振振幅特性、分叉集突变区域以及振幅失稳区域的影响规律。结果表明:电磁支撑阻尼可以进一步优化非线性刚度转子系统振幅突变的控制效果,同时也可以作为一种振幅突变控制措施而单独使用。     

滚动轴承-转子系统的非线性动力学分析

考虑轴承径向内部间隙这一非线性因素对滚动轴承刚度的影响,建立滚动轴承-转子系统的数学模型。研究滚动轴承-转子系统在轴承不同内间隙量、不同转速下系统的分岔特点和混沌行为。通过对各间隙量下转子系统非线性动力学行为的研究,表明滚动轴承间隙量是影响转子系统运动的一个重要的因素。     

软磁复合材料推力磁轴承的优化设计研究

推力磁轴承是磁悬浮系统的重要组成部分,主要用于控制转子的轴向位移。设计获得质量轻巧、损耗较低、性能良好的推力磁轴承是工程中追求的目标。在考虑轴承承载力、温升及磁密限制等约束情况下建立了寻求轴承最优质量的目标函数,利用相应的求解方法获得了轴承的最优结构参数。同时对优化模型进行了有限元分析,得到不同频率下气隙磁密、涡流损耗等参数,揭示了不同工作条件下涡流的影响程度。     

基于神经网络的磁轴承自适应控制器

研究机床电主轴上采用的主动磁轴承系统的建模,设计了基于RBF神经网络的自适应PID控制器.该控制器可根据磁轴承的运行情况进行在线自学习和自校正,避免了PID控制器参数整定困难且无法及时改变的缺点.基于某磁轴承系统的仿真和实验研究表明,该RBF-PID控制器能很好地抑制转子振动,满足控制要求.     

供油量对浮环轴承静动态润滑特性影响

针对浮环轴承贫油润滑问题,基于雷诺方程,建立浮环轴承贫油润滑模型,以润滑油入口供油量为可变参数,通过有限差分法求解数学模型,分析了供油量对浮环轴承内外油膜力静态润滑特性影响,计算结果表明:供油量明显影响润滑油油膜力的起始角和轴承环速比,摩擦功耗随浮环轴承供油量的减小而增大。     

轴承圈加工残余应力及其径向热变形研究

热变形的大小受零件的形状、材料以及表层残余应力等因素的影响。本文基于工程弹性力学和热力学原理分析了精车加工中轴承套圈产生的表层残余应力对几何形体热变形的影响, 建立了轴套类零件的基于残余应力的热变形数学模型,对加工过程中由残余应力产生的径向变形进行了定量分析,并通过实验测试,热变形误差最大为3.8%,对残余应力引起的零件变形数学模型进行了验证,计算结果和实验数据与数学模型大致吻合。该研究结果对机器人用的关节轴承、风电装备用轴承等零件的精密加工有重要的指导作用。     

中介轴承?双转子?支承系统的非线性振动响应分析

为研究航空发动机转子运行过程中非线性振动响应特性,构建了一种由滚动轴承支承的双转子系统力学分析模型。该模型两端由滚动轴承支承,高低压转子由中介轴承耦合,使用频谱图和轴心轨迹图描述在不同中介轴承间隙下系统动力响应情况,并通过相图、庞加莱截面及分岔图分析系统在非线性动力学状态演化中周期、拟周期和混沌等复杂的动力学现象。结果表明:随着中介轴承间隙变大,系统振动频率变得丰富,转子系统在竖直方向的振幅变化量比水平方向振幅变化量大;双转子系统处于混沌状态的转速区间变大,严重影响系统运行的稳定性。研究结果为系统的优化设计、振动的控制和失效预防提供了一定的理论参考。     

轴承退磁处理中的模糊神经控制仿真研究

基于模糊神经控制的方法,选择轴承的残磁大小、检测距离与轴承套圈的直径大小为系统的控制输入变量,应用MATLAB软件建立退磁机交变电流的自适应模糊推理控制器,根据80组实验数据值进行网络训练,自动生成各控制变量的隶属函数分布与模糊控制规则等.通过对退磁机交变电流的模糊神经控制系统仿真表明,基于模糊神经控制的退磁机交变电流控制,能得到很好的退磁机交变电流控制效果,从而实现轴承残磁余量的理想控制,解决了采用经典控制时因很难建立精确数学模型而无法控制的难题,为轴承自动化生产中残磁余量的有效、快速退磁提供了一种新的理论方法.     

基于MATLAB GUI的角接触球轴承接触疲劳寿命计算系统设计

滚动轴承是机器中广泛应用的零件之一,依靠滚动体和滚道间的滚动接触来支承转动零件,轴承的使用寿命是轴承质量的重要衡量指标。针对滚动轴承失效形式主要是疲劳点蚀,往往采用接触疲劳寿命来反映轴承寿命,它综合考虑了轴承材料、接触特性等因素,更符合实际工况。采用MATLAB GUI软件平台完成角接触球轴承接触疲劳寿命计算系统设计,该系统使用方便,只需输入相关参数,便可计算出接触疲劳寿命、最大接触载荷和最大接触应力等参数,结果可在系统界面显示或输出txt文件和excel表格。该系统大大缩短了轴承寿命计算周期,提高轴承设计效率和精度。通过多次工程设计验证,该系统高效可靠,为工程设计中其他复杂计算系统的开发提供了参考。     

Simulation of dynamic effects on hydrostatic bearings and membrane restrictors

Hydrostatic bearings have an excellent static and dynamic behavior and are used for different kinds of application. Application of hydrostatic bearings is limited by friction and therewith by velocity. Typical characteristics of the hydrostatic system (load, stiffness, flow) are calculated without a velocity dependency. The geometry of the hydrostatic bearing pockets and their restrictors are optimized by using time continuous pressure distribution at the bearing pocket, laminar flow behavior as well as constant velocity of the bearing. The dynamic effects of the flow at high velocities are not considered. The paper reflects the common design and calculation methods and shows their limitations in regard to the calculation of hydrostatic bearings at high velocities. It analyzes the results of complex dynamic flow simulations of hydrostatic bearings and presents a new design and optimization concept of hydrostatic bearings. This concept analyses the oil flow at high bearing velocities and it optimizes the bearing geometry, the restrictor geometry as well as the geometry of the main mechanical components.     

考虑外滚道缺陷的滚动轴承刚度时变特性分析

滚动轴承的主要失效形式之一是在滚道或滚动体表面产生缺陷,形成疲劳点蚀,对轴承性能产生很大影响。针对深沟球轴承,建立外滚道存在方形缺陷时的动力学模型,获取缺陷对载荷分布的影响规律,建立轴承时变刚度模型,分析缺陷尺寸演化和位置对轴承刚度时变特性的影响规律。结果表明:当缺陷位于非承载区时对轴承平均刚度无影响;当缺陷位于承载区时,轴承的平均刚度与缺陷长度和深度负相关;缺陷位置由底端向非承载区变化时,轴承的平均刚度先减小后增大。