永磁电机转子中永磁体与护套的过盈量分析

高速永磁电机转子中表贴式永磁体与高强度非导磁合金护套过盈装配,护套与永磁体之间通过过盈配合产生压应力,其中的一部分过盈压应力用于抵消由于电机转子高速旋转而产生的对永磁体的离心拉应力,同时必须剩余一定的过盈压应力以保证永磁体在电机运行时的工作稳定和安全。以一种高速永磁电机转子为例,计算了电机转子护套和转子永磁体之间的过盈压应力,以及各转速下的合理过盈量,为高速永磁电机转子设计及护套与永磁体的过盈装配提供有价值的理论参考。     

高速永磁电机转子护套过盈配合量计算及应力分析

高速永磁电机的永磁体抗拉强度很小,不能承受转子高速旋转产生的离心力,因此需要一个过盈配合的高强度防护套对永磁体进行保护。主要分析了转子护套和永磁体间过盈配合量及应力的计算方法,对一台额定转速60 000 r/mim的高速永磁电机,计算了过盈量的值以及护套和永磁体的应力,并根据计算的过盈量采用ANSYS Workbench12.1分析了护套和永磁体的应力。结果表明,理论计算值与ANSYS的仿真结果接近,能够满足高速下保护永磁体的要求。     

热变形对电主轴电机转子与主轴过盈配合的影响

概述了电主轴的结构,分析了电主轴转子与主轴过盈配合存在的问题.通过对电主轴静态过盈量和动态过盈量的比较,针对高速电主轴在稳定温度场下的热变形对电主轴电机转子和主轴配合的影响,从理论上进行了研究,提出了在设计时对过盈量进行热变形误差补偿,为全面提出热公差配合理论奠定了良好的基础.     

基于有限元的高速旋转主轴过盈配合研究

主轴是高速机床的核心部件 ,机床主轴与电机转子间过盈配合特性是影响主轴性能的重要因素。离心力的存在 ,使得过盈配合特性发生了很大的变化 ,尤其当主轴高速旋转时 ,其影响更加明显 ,成为影响过盈配合特性的主要因素。借助于弹塑性接触有限元法 ,建立了高速旋转主轴与电机转子间过盈配合的有限元模型 ,仿真模拟了过盈量、旋转速度 (离心力 )对过盈配合面间的应力、位移、接触应力的影响。     

高速永磁同步电机的转子结构强度分析研究

针对高速永磁同步电机转子结构设计及强度问题,对转子结构形式和永磁体材料的选择、轴径尺寸的确定、护套与永磁体之间的过盈配合、转子强度分析方法等方面进行了研究。开展了护套与永磁体之间过盈量的理论分析,使用解析法建立了转子动态过盈量的计算公式,提出了高速永磁同步电机转子的结构强度校核方法。在理论分析的基础上,利用ANSYS-workbench有限元软件对一台最高转速为7 2000 r/min的10 k W高速永磁同步电机的转子进行了热-结构耦合强度分析计算。研究结果表明,永磁体与护套之间的动态过盈量决定了转子的强度,该电机转子的过盈量最佳值为0.03 mm~0.05 mm,该转子设计合理可靠,可以满足设计要求;该有限元仿真方法能够方便地实现内嵌式转子的结构强度分析,为转子的结构优化设计提供一定的依据。     

高速回转下的两个圆柱形过盈配合零件的过盈量计算

本文主要内容是从轴对称形式的弹性力学基本公式出发,导出高速回转下的两个圆柱形过盈配合零件的过盈量计算公式,可用于设计计算高速回转机械,如透平机、离心机、高速泵等过盈联接结构。     

电主轴与转子过盈配合量的设计与校核

电主轴是高速数控机床的核心部件,机床主轴与电机转子间的过盈量是影响主轴性能的重要因素,在传统理论的基础上对此过盈量进行了设计,并利用有限元法对该配合的过盈量进行了校核,仿真模拟了过盈量对配合面间的应力、位移的影响,验证了该联接的可靠性.     

齿轮与轴压装过程过盈配合研究

过盈配合由于连接承载能力强、结构简单等特点,被广泛应用于实际生产中。由于齿轮与轴之间装配过盈量直接影响着齿轮传动的工作性能,因而对齿轮与轴过盈配合研究具有重要的意义。从理论上详细地推导了齿轮和轴过盈配合过程,建立了过盈量计算公式,并采用有限元法对齿轮与轴之间的最大过盈量进行了数值计算,得到了应力分布和压装力变化,接触应力结果表明理论计算和有限元计算结果基本一致,可为齿轮与轴过盈设计提供一定的理论和依据,具有重要的实用价值。     

高速列车轮轴过盈配合性能分析

根据我国新建高速铁路列车轮轴几何尺寸,建立了轮轴过盈配合三维有限元模型,计算了列车在高速运行情况下的轮轴连接性能.计算分析了不同速度下的轮轴接触压力,配合面处等效应力等,并比较了最大与最小过盈量下轮轴的配合性能.结果表明,车轮的旋转速度对轮轴的接触压力有较大影响,合理的过盈量设置既可以保证静止状态下轮轴材料不出现塑性变形,又能使列车高速行驶时有足够的接触压力传递有效转矩.     

鼓风机叶轮过盈配合的有限元数值仿真

借助有限元软件ALGOR,对大型PTA项目用RPF循环鼓风机叶轮与轴的过盈配合问题进行三维有限元计算分析,针对不同的过盈量和转速进行了计算,获得了叶轮与轴之间接触应力的相应分布规律.这对于确定合理过盈量和改进设计具有参考意义.     

离心压缩机叶轮过盈接触及传递扭矩研究

本文针对某离心压缩机叶轮,详细开展了基于有限元方法的非线性接触分析。深入研究了在离心载荷作用下过盈量和最大Von Mises应力、接触压力以及传递扭矩的关系,并根据叶轮做功传递扭矩的要求,给出了叶轮与轴之间适宜过盈量的设计建议和旋转松脱的甄别方法。     

圆锥滚子球基面与直挡边干涉现象分析

分析了滚子球基面与直挡边的接触状况及直挡边的有关参数，进而推导出干涉与不干涉分界时的滚子球基面临界曲率半径计算公式及干涉相关公式，并对干涉现象及其后果进行探讨。     

基于诱导法曲率的齿轮成形磨削干涉分析

如何避免和降低干涉是提高齿轮成形磨削效率和精度的关键技术之一。基于微分几何理论和空间啮合原理,利用无瞬心包络法精确求解磨削一个齿槽的完整砂轮廓形;在对曲面啮合诱导法曲率理论研究基础上,通过计算砂轮曲面和齿轮螺旋面间接触线上任意点诱导发曲率值检验磨削干涉与否,并总结了诱导法曲率随安装参数变化规律和接触线附近干涉区域形成特点,为齿轮成形磨削提出一种如何验证、降低及避免干涉的方法;基于Matlab编写计算程序,以磨削无干涉为限制条件获得砂轮安装角和砂轮半径的取值范围。通过实例计算验证了不合理调整砂轮安装角或砂轮修形将导致磨削干涉,为实际磨削提供了安装参数的合理选取范围,具有实际指导意义。     

基于滚道表面粗糙的高速圆柱滚子轴承弹流的理论分析

建立了基于表面粗糙的高速圆柱滚子轴承非稳态时变热弹流分析模型,分析了轴承滚道与滚动体接触表面粗糙度幅值大小及其方向对轴承弹流性能的影响。理论分析表明：轴承接触表面粗糙纹理方向、粗糙度幅值及其粗糙度波长对高速圆柱滚子轴承的弹流特性具有显著的影响;合理选择轴承接触表面粗糙度幅值、波长及纹理方向,可以有效改善高速圆柱滚子轴承的弹流特性。     

衬套过盈装配贴合率检测技术

针对衬套过盈装配面,提出一种无需涂抹红丹粉的机械装配面贴合率检测方法。将装配面的接触简化成粗糙的差表面与理想的刚性平面的接触,根据薄壁圆筒与厚度圆筒弹性过盈配合的计算原理,推导出接触变形量的计算公式,计算出装配面的贴合率。检测结果可真实反映试验模型过盈装配面贴合区域分布情况,为分析试验模型过盈装配的可靠性提供依据。     

基于神经网络的五相开关磁阻电机直接转矩控制系统研究

以五相开关磁阻电机为研究对象,对直接转矩控制方法进行了分析与研究,提出了一种 BP 神经网络 PID 与传统 PI 复合的新型调速策略.通过高速切换,在大速度误差下采用 BP-PID 控制调速,小速度误差下采用传统 PI 控制调速,使系统误差快速减小并保持稳定,同时在传统 PI 侧引入了以负载转矩差构成的变参数法,可以更好地抵抗外界干扰,提高系统响应速度.对五相开关磁阻电机调速系统进行了仿真实验,实验结果表明,这种控制策略能够有效抑制转矩脉动,调速性能优秀,系统动静态性能良好.     

高速脂润滑滚动轴承密封结构优化与漏脂试验*

针对高速脂润滑滚动轴承密封过早失效的问题,建立油封的热-应力耦合有限元模型,研究油封主要参数和轴承工况参数对油封唇口的最高温度和最大接触应力的影响规律,对油封结构参数进行优化,利用强化温升漏脂试验台进行试验验证。结果表明：高速脂润滑滚动轴承油封密封性能的研究应该考虑温度的影响;唇口的最高温度随轴向过盈量、橡胶材料硬度、密封面摩擦因数、轴承转速和轴承腔内温度的增大而增大;最大接触应力随轴向过盈量和橡胶材料硬度的增大而增大,随密封面摩擦因数、轴承转速和轴承腔内温度的增大变化不大;密封结构优化后,平均漏脂率下降了56.7%,平均温升下降了54.3%。     

Finite element fractal method for thermal comprehensive analysis of machine tools

Thermal contact resistance (TCR) has a great impact on the temperature distribution and thermal performances of machine tools, which changes constantly during the process of heat transfer under the influence of the mechanical and thermal load. In order to study the thermal behavior of machine tools comprehensively, the TCR has to be considered fully in the research. In this paper, a finite element fractal method is proposed by combining the advantages of the finite element method and the fractal theory. In the proposed method, the TCR is calculated by the fractal theory with consideration of the uneven pressure distribution and the pressure variation of contact surface. Based on the proposed method, the thermal comprehensive analysis is carried out on an ultra-precision machine tool considering the influence of the preload force, ambient air, and TCR. The pressure distributions and variations of contact surfaces in the machine tool are studied, which are used to calculate the TCR by the proposed method. Finally, the experiment is set up to validate the proposed method. The temperature variations of the motor, beam, and hydrostatic bearing obtained by the simulation agree well with the experimental values.     

基于滑移边界法的微型涡喷发动机用高速发电机优化设计

以微型涡喷发动机用高速永磁发电机为对象,进行电机优化设计研究。传统有限元仿真法在反电势和电感计算方面过于复杂,针对这一问题,将滑移边界法与有限元分析结合,提出一种基于滑移边界条件的电机有限元仿真模型。在此基础之上,将基于滑移边界有限元模型的电磁参数计算与梯度下降优化方法相结合,提出改进梯度优化算法,开展以发电机最小体积为优化目标的优化设计研究。基于上述优化结果设计了多台微型涡喷发动机用高速发电机样机,并通过对电机的电磁参数测试验证了所提方法的有效性。