复合式高速电主轴在线动平衡装置的开发

所有高速旋转系统，动平衡是一个关键问题．针对高速电主轴，研究了不平衡振动抑制措施，设计了在线动平衡装置．首先，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；其次，考虑到此时空旋转电磁力能耗大、机械结构内应力大的缺点，运用影响系数法控制策略，在平衡盘上利用旋转极坐标合成矢量力，驱使附加质量块移动使转子质心落回旋转中心，同时时空旋转电磁力消失，主轴系统在极坐标合成力的作用下实现最终动平衡．通过ADAMS与MATLAB联合仿真，证明了振动在10000r／min速度点附近减少了95％，达到了高速主轴的平衡品质标准．     

机床主轴内置式双面在线动平衡装置及系统

基于盘式在线动平衡装置原理,提出一种液压驱动平衡盘与主轴分离,摩擦力矩实现差速并稳定的内置式双面在线动平衡装置设计方案.给出信号采集、信号分析与控制系统、液压系统等相关技术的实现方案.通过实例证明了该方法的有效性.     

轮胎动平衡机双平面偏心动态补偿系统设计

针对轮胎动平衡机的偏心补偿问题,提出一种具有自动调节功能的双平面偏心动态补偿装置.通过电磁摩擦的方式改变平衡盘与主轴的啮合状态,使平衡盘与主轴差速运动,实现对4个平衡盘角度位置的调整,改变平衡盘的合成不平衡量,实现了系统不平衡量的补偿.在动平衡试验机上安装该装置,并进行了砝码验证对比试验.试验结果表明:该装置通过降低系统自身的不平衡量,获得了更好的振动信号,减少了同频干扰,降低了对系统零部件的磨损,提高了系统的测试精度、稳定性和重复性.     

基于盘状加工件在线动平衡技术的研究

针对在数控立式车床上加工的盘状加工件,提出了一种新的基于影响系数法的在线动平衡方法,将主轴系统视为转子系统,计算并保存试加不平衡量与其所引起主轴系统的振动响应之间的幅值影响系数和相位影响系数,待工件加工完毕之后,在不停车的情况下,启动检测控制装置,就可得到工件的原始不平衡量,然后再根据实际情况进行在线动平衡操作.实验表明该方法准确度高,简单易行,可操作性强.     

高速主轴在线动平衡机构驱动器设计

通过分析高速主轴电磁式在线动平衡机构的工作原理,根据关键零件调整环和离合滑块在在线动平衡过程中的动作顺序。利用单片机AT89C51和环形分配器PMM8713设计出对其执行动作的驱动电路,实现对在线的动平衡机构的实时控制,从而保证其正常运行,确保零件加工质量.     

精密离心机在线自动平衡方法研究

为了标定不同质量高精度的加速度计，设计了由两个测试面（每个测试面上放置两个电容测微仪）及两个校正面（每个校正上放置四个平衡块及相应的步进电动机）构成的动平衡系统，每个测试点面上测得一个振动矢量，将其分解到垂直并相交于主轴几何轴线的两个平面上，求得每个平面上主轴几何轴线在上下径向轴承处的位移矢量及轴承对转子的作用力，通过相应校正面上的平衡机构消除上述作用力，应用计算机，从数据的采集，处理到控制动平衡执行机构，实现了精密离心机高精度，高效率的在线自动平衡。     

在线动平衡调节器的改进快速寻优策略

针对电磁式在线自动平衡系统,提出了一种改进的快速寻优平稳策略．为了达到快速平衡的目的,在每次平衡调节时均选择使振幅下降最快的平衡盘优先进行调节．与快速随机寻优平衡策略相比,改进的平衡策略能够综合考虑平衡调节器各平衡盘的实际情况．在自行设计的在线自动平衡系统上,对改进的快速寻优平衡策略和快速随机寻优平衡策略进行了动平衡实验．结果表明,改进的平衡策略更加有效,并且平衡所需的时间更短．     

超高精度滚动轴承旋转精度测试系统误差分析

为了提高滚动轴承旋转精度测试系统的测试精度,研究多种高精度主轴旋转误差测量方法.结合测试系统原理与结构,采用两点法误差分离方法实现测试系统空气静压主轴旋转误差的高精度测量.通过对比多组测试系统所分离的精密芯轴圆度结果与圆度仪测量结果,间接分析两点法误差分离方法的精度与稳定性.测试结果显示：应用两点法误差分离方法所得的测试系统主轴旋转误差结果精度高、稳定性好;验证了在载荷作用下该测试系统所采用的空气静压主轴旋转误差较小,且随着转速的增加仅小幅增加.     

直列四缸曲轴的平衡性分析

对直列四缸曲轴的静平衡和动平衡进行了分析,采用Matlab编程软件实现了曲轴动平衡的计算.计算结果表明,质径积分解与矢量合成的平衡算法的计算值与实际值较为吻合;通过调整平衡块的参数优化了曲轴的平衡.这种设计方法可以在曲轴的设计过程中直接对曲轴零件进行动平衡分析,提高计算精度并节省曲轴的设计开发时间和成本.     

超高精度滚动轴承旋转精度测试系统误差分析

为了提高滚动轴承旋转精度测试系统的测试精度,研究多种高精度主轴旋转误差测量方法.结合测试系统原理与结构,采用两点法误差分离方法实现测试系统空气静压主轴旋转误差的高精度测量.通过对比多组测试系统所分离的精密芯轴圆度结果与圆度仪测量结果,间接分析两点法误差分离方法的精度与稳定性.测试结果显示：应用两点法误差分离方法所得的测试系统主轴旋转误差结果精度高、稳定性好;验证了在载荷作用下该测试系统所采用的空气静压主轴旋转误差较小,且随着转速的增加仅小幅增加.     

Dynamic balancing with rotating radial electromagnetic force

A method of producing rotating radial electromagnetic force with a separable structure is proposed,and an experimental model was designed on which open loop vibration control experiments were carried out. Experimental results prove that the electromagnetic force designed has a constant magnitude and an uniform speed,and the idea of using an electromagnetic force as an active control in automatic balancing is correct in principle,and practicable in engineering.     

转动件现场动平衡新技术的研究及其应用

本文利用振动矢量分析原理,建立转动件现场单面动平衡的斯算式,通过模拟实验和现场验证,证实了本文所提出的ZSM现场单面动平衡技术具有操作简便,平衡效率高,精度高等优点,并且可以大大减轻转动件平衡的劳动强度,具有较好的实用性。     

轻型客车驱动桥模态计算及试验验证

针对某轻型客车驱动桥进行了包含主减速器、差速器、半轴等所有零部件在内三维实体模型,利用该三维模型建立了驱动桥的有限元模型并进行了理论模态计算;利用LMS振动测试设备对后桥进行了模态试验,通过理论与试验结果对比,表明理论建模是正确的、有效的,为驱动桥整体动态模拟及振动噪声控制提供了前提。     

开关磁阻电机定子系统磁固耦合解析建模分析

建立了开关磁阻电机定子系统磁固耦合振动微分方程;在考虑开关磁阻电机位移场与电磁场相互作用、相互影响的条件下,利用麦克斯韦张量法和磁路法,推导出开关磁阻电机定子系统所受径向电磁力;结合梁函数组合法解得定子系统径向振动位移表达式。以一台8/6样机为例,将所求结果与二维有限元分析结果进行了对比,验证了所建模型的有效性,所建模型符合实际开关磁阻电机结构及运行特点。     

高速旋转圆盘刀具薄刀片横向振动的有限元分析

针对高速旋转圆盘刀具薄刀片实际工作时存在的横向振动问题,应用有限元方法及实验测量进行了研究。利用单元正方化扇形网格划分方法,对薄刀片划分单元,并应用拉格朗日方程建立了高速旋转圆盘薄片刀具薄刀片的动力学方程。通过对该动力学方程的分析,确定了薄片圆盘刀具系统的静态和动态特性。利用专门设计、制造的试验装置,对圆盘薄片刀具系统的静态和动态特性进行了测量,并将测量数据与理论分析进行了对比。结果表明:建立的薄片圆盘刀具系统的动力学方程是正确的。     

柔性基础内燃机被动隔振系统的建模与仿真

以多体动力学为基础,结合有限元技术和实体建模技术,建立柔性基础内燃机被动隔振系统刚/柔混合仿真模型。并对支承在柔性平板结构上的某四缸柴油机隔振系统进行动力学仿真计算,静平衡及激振力仿真结果均与理论计算十分吻合。通过改变柔性平板支承刚度来改变柔性基础的边界条件,进一步获得不同刚度条件柔性基础上内燃机隔振系统的隔振特性。通过比较柔性基础上隔振器支承力和刚性基础上隔振器支承力的变化,结果表明：柔性基础对隔振器支承力有重要影响,受柔性基础弹性影响的系统自振有可能成为影响支承力变化的主要因素。     

挠性转子系统的不平衡量在线识别方法

基于模态理论,针对滑动轴承支撑的挠性转子系统,提出了一种新的不平衡量在线识别方法.电磁激振器安装在转子的伸出端,产生脉冲激励力或不同频率的简谐激励力.通过测量转子的原始不平衡量响应和激励响应,计算出滑动轴承的刚度和阻尼系数及转子的不平衡量.在由滑动轴承支撑的多圆盘挠性转子试验台上进行了试验研究,结果表明该方法无需改变转子的工作转速,且能在支承系统没有转速变化的条件下满足全速动平衡的要求,同时具有良好的识别精度.     

变力矩作用下刚体转动规律的实验研究

恒力矩作用下,刚体转动规律的实验已有定型产品,但变力矩作用下刚体转动规律的实验笔者尚未见到,这主要是实验技术上的困难造成的.笔者把原有的气垫转盘实验仪进行了改进,改进的主要内容是,在气轴上缠绕质量分布均匀的金属链,金属链下落,长度不断变化时,把变力传给转盘.使转盘受到变力矩的作用,通过光电计时系统对时间的准确测量,可以进行变力矩作用下动能定理和角动量原理的实验研究.     

一种新型主动轴承基本特性研究

本文对一种新型主动轴承的基本静、动态特性进行了研究。这种油膜轴承是通过轴承变形而产生作用于转于系统的作用力，达到大型旋转机械转子系统振动主动控制的目的。仿真计算结果表明，该轴承的特性随油腔压力的不同而产生明显的改变，且有在线调整轴劲位置的能力．