动力磁悬浮轴承原理

基于普通的径向磁悬浮轴承 ,研究定子绕组由产生旋转偏磁磁场的绕组和产生旋转控制磁场的绕组叠加的动力磁悬浮轴承的工作原理。在两种绕组的极数相差 2极时 ,动力磁悬浮轴承除产生支承转子的径向轴承力外 ,还产生驱动转子转动的力矩     

高速磨削用陶瓷轴承电主轴单元的动特性分析

电主轴的结构设计、动态特性在很大程度上决定了高速磨削加工的精度和效率.本文针对高速磨削用陶瓷轴承电主轴进行了动态特性的研究和主轴结构的优化,用传递矩阵法对其动力学性能进行了计算分析,并利用有限元分析软件ANSYS对实验用陶瓷轴承电主轴进行了动特性分析,结合PNAC控制下高速精密磨削实验系统进行了陶瓷轴承电主轴的振动性能实验.     

新型数控铣床用磁悬浮高速电主轴的设计分析

与其它支承形式的电主轴相比,磁悬浮电主轴更易于实现高速化.文章介绍了一种新型数控铣床用磁悬浮高速电主轴的基本结构、控制原理等,并对其轴系的转子动力学特性进行了初步分析.     

高速电主轴轴承的预紧

针对高速电主轴轴承的预紧,从轴承预紧方式的选择和预紧力大小的确定两个方面进行了分析研究.     

主动磁轴承电主轴的磨削试验

通过现场磨削试验检验主动磁轴承电主轴的磨削性能。磁轴承控制器是以浮点DSP芯片TMS320C32为核心构建的数字控制系统。针对轴承套圈内圆磨削时主轴转子受力的特点确定了合适的控制器参数,使电主轴静态稳定悬浮并以60kr/min工作转速稳定运转,同频振幅小于8μm,轴承刚度达到22~58MN/m。现场磨削试验表明该磁悬浮电主轴的磨削精度已基本达到要求,精磨磨削效率接近工业应用水平。     

轴承预紧力作用下电主轴系统动力学特性研究

考虑轴承预紧力这一非线性因素对轴承支承动态刚度的影响,建立了磨削电主轴系统动力学模型。在转子系统中考虑由于转子质量偏心而产生的不平衡力,采用数值积分方法研究电主轴转子系统在轴承不同预紧力、不同转速下系统的非线性动力学行为。结果表明:轴承预紧力是影响电主轴转子系统非线性动力学特性的一个重要因素,合理的选择转子系统的工作参数,可提高系统的稳定性。     

基于电主轴的高速轴承及其热分析

高速加工需要高转速的机床,电主轴作为机床高速化的发展方向,在高速加工中得到越来越广泛的应用.高速轴承技术是电主轴的关键技术,其技术水平决定了电主轴的转速及承载能力.同时,轴承的摩擦功率产生的热量,使得电主轴温度升高,产生一定热应力和热变形,影响加工精度.因此,有必要对轴承的摩擦功率进行深入研究.研究了电主轴中几种常见的轴承支撑技术,从理论和实际应用上分析了其摩擦功率大小,可以为电主轴的轴承设计提供依据.     

轴承套圈内表面磨削用高速电主轴的加载试验

介绍轴承套圈内表面磨床电主轴动态性能测试的加载试验方法及其有关设计计算，为电主轴的科研、生产提供了一种新的检测手段和试验方法。附图４幅，表１个，参考文献４篇。     

磁悬浮电主轴制造精度的保证方法

介绍了磁悬浮电主轴制造中存在的几个问题,提出了径向传感器与径向磁力轴承定子相对位置的保证措施,给出了获得径向、轴向间隙的工艺方法。     

高速电主轴轴承配合过盈量的计算方法研究

高速电主轴轴承与转轴配合的过盈量大小对主轴的刚度、旋转精度和使用寿命具有十分重要的影响。目前主轴外径的配合公差设计多根据实际经验和厂家推荐数据进行选用,尚缺乏科学定量的设计依据。文中将高速滚动轴承内圈和与之配合的空心主轴分别简化为薄壁圆环和厚壁圆筒,基于弹性力学和动力学理论建立了内圈和主轴的径向位移与旋转角速度之间的关系;并且考虑温升影响,推导得到了高速电主轴轴承内图与转轴配合过盈量的计算公式。     

混合磁轴承磁场与磁力解析计算

为克服传统线性近似法的不足,采用积分法计算一种新型混合磁轴承的气隙磁阻,在此基础上得到气隙磁场分布及转子所受磁力的解析解,并将计算结果与线性近似法计算结果进行比较。将上述两种方法对气隙磁场分布的计算结果与有限元计算结果进行对比,结果表明积分法计算结果与有限元计算结果非常吻合,而线性近似法误差较大。线性近似法计算气隙磁阻和磁力的误差大小与转子位移大小和方向有关,尽管磁阻误差较小,但磁力误差在12%以上。积分法可以有效提高气隙磁阻、磁场分布和磁力的计算精度,为磁轴承分析与设计提供有力依据。     

高速多支承气体静压轴承电主轴的承载特性研究

基于单元气体静压轴承的承载性能，简化多支承气体静压电主轴的支承和主轴结构，建立了有限元分析模型，借助ANSYS软件分析轴系的各种结构方案，并进行承载特性分析对比。研究分析多支承结构的承载机理，总结出提高气体静压电主轴承载特性的措施。分析了不同主轴结构和轴承布置对电主轴承载特性的影响，优选出了的多支承静压轴承电主轴结构。     

HIPSN轴承套圈内表面磨削力的测试与分析

采用树脂结合剂金刚石砂轮对热等静压氮化硅(HIPSN)陶瓷轴承套圈的内表面磨削,通过磨削力的测定以及磨削力比和比磨削能的计算,分析陶瓷材料的去除机理.该试验中陶瓷材料的去除机理以脆性去除为主并伴随有塑性去除;减小径向进给速度、提高工件转速可以增加切向磨削力,增加塑性去除,改善磨削表面质量.     

基于有限元流固耦合方法的高速空气主轴特性分析

采用有限元流固耦合法对高速大功率空气静压电主轴特性进行有限元分析研究,得到电主轴特性的理论数据.对全支承型式的空气静压主轴刚度与传统的两支承型式的主轴刚度进行对比分析,为后续对轴承的支承结构和主轴的动静态特性进行优化提供必要的理论依据.     

陶瓷轴承电主轴在高速精密磨床中的应用

高速精密磨削要求主轴达到很高的转速,同时对零件加工精度的要求也越来越高。而陶瓷轴承电主轴自身所具有的优点,满足了高速超高速精密加工主轴转速的要求。本文通过本实验室集成的开放式高速精密磨床,介绍了电主轴的PLC控制,并通过主轴振动实验说明了陶瓷电主轴在高速精密机床上应用的优越性。     

超高速数控精密磨床磁浮轴承主轴单元设计

本文介绍了磁浮轴承的优点，并提出了磁浮轴承作为磨床主轴轴承的设计方法。同时，首次提出了超高速数控精密外圆磨床磁浮轴承主轴单元设计方法和设计过程。并针对一台300m／s超高速数控精密外圆磨床磁浮轴承主轴单元进行了设计。经过实验证明，提出的设计方法是正确的。同时，应用了该技术的超高速数控精密磨床，虽然初期投资成本高，但其优越的使用性能使其综合效益高。     

新型永磁偏置轴向磁轴承的磁力特性

研究一种集成转子径向扭转与轴向平动控制功能的新型永磁偏置轴向磁轴承的磁力特性,以解决磁轴承系统的轴向尺寸和精度之间的矛盾。采用等效磁路法进行磁轴承的磁路建模,在建立磁极气隙表达式的基础上采用积分型方法进行磁阻计算以提高计算精度,并根据磁路模型给出磁轴承磁力的积分型计算公式,得到轴向磁轴承闭环系统的磁力特性曲线。对某飞轮用磁轴承系统的分析表明:磁轴承磁力与磁极气隙和控制电流间具有良好的线性关系,且各控制通道近似解耦,与典型磁轴承结构相比,利于磁轴承系统控制精度的提高和轴向尺寸的减小,适用于磁悬浮飞轮系统。     

基于多重网格法的超高速电主轴轴承内部润滑状态分析

本文以超高速电主轴内部主轴轴承为研究对象,基于稳态等温点接触弹流润滑理论,采用多重网格法,对超高速时在不同工况和几何参数等条件下主轴轴承内部的弹流油膜状态进行了分析计算,得出了速度、预载荷等工况条件和接触角、套圈沟曲率半径系数、材料参数等对轴承内部球滚动体与套圈滚道之间润滑状态的影响结果。     

高速旋转静压支承接头的芯轴动态力学分析

以研究和开发新型的两通道高速旋转静压支承接头为目的,借助大型有限元ANSYS软件,分析了高速旋转静压支承接头芯轴的固有振动特性及谐响应,探讨了旋转接头的动力特性。结果表明:芯轴刚性越大,临界转速越高;在简谐荷载激励下,随着工作频率的增大,芯轴各处的径向动态位移均有不同程度的增加,但均满足芯轴结构的动态特性设计要求。     

高速电磁轴承转子轴的设计研究

对高速电磁轴承转子轴中的转子设计、转子轴材料选择和转子与轴的过盈配合设计进行了研究,并给出了设计实例,结果达到了工程设计要求。