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高速主軸在線動(dòng)平衡裝置的設(shè)計(jì)與研究

發(fā)布時(shí)間：2021-02-03 17:43:51點(diǎn)擊率：

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對(duì)數(shù)控機(jī)床和加工中心主軸的在線動(dòng)平衡技術(shù)進(jìn)行研究。采用平衡環(huán)式在線動(dòng)平衡結(jié)構(gòu),在主軸前端安裝兩個(gè)有一定偏心質(zhì)量的調(diào)整環(huán),由振動(dòng)傳感器測(cè)出主軸的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)控制器運(yùn)算確定主軸的不平衡量。再由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)平衡環(huán)轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)奈恢?抵消主軸的不平衡量?？刂破鞑杉駝?dòng)信號(hào),并計(jì)算分析出不平衡量的幅值和相位,發(fā)出平衡校正命令使兩平衡環(huán)轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置。為保證主軸系統(tǒng)的安全運(yùn)行,平衡控制器兼有狀態(tài)檢測(cè)功能工作中檢測(cè)到振動(dòng)超標(biāo)時(shí)立即啟動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)。本項(xiàng)目提出了初平衡、預(yù)平衡、在線動(dòng)平衡的三步平衡的工藝方法。如果主軸有較大不平衡量時(shí),就需要初平衡將其不平衡量減小到在線動(dòng)平衡可調(diào)整的范圍內(nèi)。本文采用影響系數(shù)法來測(cè)量主軸的平衡量的大小和相位。要使用該方法則必須知道主軸的兩個(gè)重要參數(shù),這兩個(gè)參數(shù)的大小由預(yù)平衡來測(cè)得。在線動(dòng)平衡過程就是驅(qū)動(dòng)調(diào)整環(huán)進(jìn)行在線平衡的調(diào)整過程。調(diào)整環(huán)采用電磁脈沖驅(qū)動(dòng),由于該種設(shè)計(jì)的輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的提高下降的快,為了滿足轉(zhuǎn)矩要求,在本文中對(duì)其繞組的匝數(shù)、工作電壓和串聯(lián)電阻的選擇做了系統(tǒng)分析。將調(diào)整環(huán)轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)慕嵌纫院?需要其與主軸進(jìn)行固連。本文采用電磁鐵與永磁體結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)調(diào)整環(huán)和主軸快速的離合。為了保證主軸振動(dòng)量測(cè)量的準(zhǔn)確性,防止主軸的共振,本文還對(duì)調(diào)平衡裝內(nèi)的中心軸進(jìn)行了模態(tài)分析,以確定其各階固有頻率和振型。這項(xiàng)研究對(duì)我國(guó)高速精密加工技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。

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