电磁式自动平衡头过盈配合设计方法

针对砂轮-电主轴系统的在线动平衡需求,提出了应用于砂轮-电主轴系统的电磁式自动平衡系统方案,设计开发了电磁式自动平衡系统的关键部件即电磁式自动平衡头。使用有限元方法对电磁式自动平衡头过盈配合设计方法展开研究,仿真结果表明,适用于笔者提出的电磁式自动平衡头的过盈量范围为4~16μm。选取5μm过盈量制作样机,满足实际使用要求。测试了该电磁式自动平衡头在1 834r/min转速下的振动抑制性能,振动加速度幅值降低80%以上。     

虚拟样机技术在电主轴动平衡中的应用

利用虚拟样机技术,建立了配有在线自动平衡头电主轴的三维模型,将其导入ADAMS/View中添加约束和施加载荷.根据平衡头工作原理,通过ADAMS/Control与Matlab/Simulink构建电主轴系统控制方案,进行联合仿真,实现了电主轴在线动平衡.研究结果表明,用虚拟样机分析软件ADAMS进行电主轴单元在线自动平衡的研究,对于加快电主轴技术的发展和降低生产成本,有着重要意义.     

高速磨削在线动平衡系统硬件设计

针对高速磨削加工过程中砂轮一电主轴系统的不平衡现象,设计了在线动平衡系统的主要硬件.研究了在线动平衡测控系统的设计原理和组成,对振动信号的调理和滤波电路进行了设计.研究了电磁力驱动与锁紧的平衡头结构,在Pro/E中建立了该平衡头的三维模型.研究工作为动平衡系统开发奠定了基础.     

一种新型电磁平衡头的静态磁特性研究

传统机上动平衡和现场动平衡无法适应高速旋转机械智能化和精密化的发展趋势,因此具有不停机和高精度优势的在线主动动平衡成为当前旋转机械抑制失衡的重要手段.针对某高速磨削电主轴,设计了一款具有环形对称结构、依靠电磁和永磁原理实现驱动和自锁的在线主动平衡头.基于此,研究了它的磁路和磁场分布,采用有限元法获得了其静态自锁力、力矩和静态驱动力、力矩.研究结果可指导平衡头的优化,进而以获得最佳的平衡效果.     

高速转子动平衡补偿技术研究

在对高速回转系统进行平衡措施以减少振动量的研究中,结合电磁式间接在线动平衡头和电磁式在线混合动平衡头的优点,开发一种节能的高速转子在线动平衡补偿装置;利用电磁场的耦合作用,无接触地在加重平面处形成与所需离心力等效的旋转电磁力,实现在线实时精密补偿;并运用影响系数法控制策略,利用旋转极坐标合成矢量力,使转子质心落回旋转中心;同时,时空旋转电磁力消失,转子系统在极坐标合成力的作用下实现最终动平衡。     

一种电磁式自动平衡头设计计算与响应试验

为了提高转子动平衡的精度和效率,针对高速电主轴 砂轮系统,提出了其在线自动动平衡方案。设计并开发了一款自锁型电磁环式在线自动平衡头。计算了该平衡头的配重量、电磁自锁力矩以及可以承受的最大轴角加速度。搭建了平衡头校正能力考核试验台,完成了模拟组合转子在1 878 r/min的平衡机上预平衡和平衡头在1 300r/min的振动响应测试结果表明：平衡头最大配重量为33.77 g·cm,自锁合力矩为2.354 6 N·m,可承受的最大轴角加速度为5 010 rad/s2,在配重范围内振动响应规律基本正确且对轴的正反转具有较好的重复性。     

一种机械式自平衡电主轴系统及试验研究

为了实现电主轴的在线实时监测、调控与自动平衡,设计并开发了一种非接触机械式自平衡综合监控电主轴系统。该系统包括电主轴及其附件、状态监控和自动平衡3个子系统,电主轴设计为滚动轴承支撑、油雾润滑、循环水冷却的变频异步电动机,功率10 k W、最高转速12 000 r/min;状态监控子系统是基于电控柜和独立的外置式监控仪两种实现方式,16路监测信号一分为二分别进入两个监控模式,采用电控柜模式可实现电主轴状态预警和调控,采用集成化信号监控仪可对不同类型信号实现在线实时分析与数据存储;自动平衡子系统包括振动加速度和鉴相传感器、非接触机械式自动平衡头及其控制器,可以对电主轴的实时不平衡进行在线不停机自动校正。完成了主轴系统开发及平衡功能验证,试验结果表明:在转速1 800～4 800 r/min,自平衡装置始终能使主轴振动降至0. 1μm。     

两种新型电磁式在线自动平衡头

介绍一种可单向转动的电磁式在线自动平衡头，分析了这种平衡头的不足，并在此基础上设计出能使平衡盘相对转轴正反两个方面转动的在线动平衡装置。     

以DSP为核心的高速主轴在线动平衡控制器的设计

高速主轴电磁式在线动平衡机构采用步进电动机的工作原理设计而成,并结合振动平衡原理及其平衡的精度和速度要求,选用TI公司的高性能数字信号处理器(DSP)TMS320F2812作为核心处理器来设计动平衡控制器.试验证明该控制器能满足在线动平衡工作的实时性要求,且平衡速度快、精度高,能显著降低高速主轴的振动强度,确保了加工过程中的零件加工质量.     

新型电磁式自动平衡头控制决策的研究

介绍一种新型电磁式在线自动平衡装置（简称“自动平衡头”）,给出了平衡准则,针对只能单方向移动平衡质量的自动平衡头,提出了一种快速随机寻优的控制策略,与普通随机寻优相比较,平衡盘移动迅速,准确,缩短了动平衡时间。