高速主軸在線動平衡裝置的設計與研究

發(fā)布時間：2021-02-03 17:43:51點擊率：

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對數(shù)控機床和加工中心主軸的在線動平衡技術進行研究。采用平衡環(huán)式在線動平衡結構,在主軸前端安裝兩個有一定偏心質量的調整環(huán),由振動傳感器測出主軸的振動信號經控制器運算確定主軸的不平衡量。再由驅動裝置驅動兩個平衡環(huán)轉到適當?shù)奈恢?抵消主軸的不平衡量。控制器采集振動信號,并計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)轉到適當位置。為保證主軸系統(tǒng)的安全運行,平衡控制器兼有狀態(tài)檢測功能工作中檢測到振動超標時立即啟動平衡機構。本項目提出了初平衡、預平衡、在線動平衡的三步平衡的工藝方法。如果主軸有較大不平衡量時,就需要初平衡將其不平衡量減小到在線動平衡可調整的范圍內。本文采用影響系數(shù)法來測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重要參數(shù),這兩個參數(shù)的大小由預平衡來測得。在線動平衡過程就是驅動調整環(huán)進行在線平衡的調整過程。調整環(huán)采用電磁脈沖驅動,由于該種設計的輸出轉矩隨轉速的提高下降的快,為了滿足轉矩要求,在本文中對其繞組的匝數(shù)、工作電壓和串聯(lián)電阻的選擇做了系統(tǒng)分析。將調整環(huán)轉到適當?shù)慕嵌纫院?需要其與主軸進行固連。本文采用電磁鐵與永磁體結合的方法實現(xiàn)調整環(huán)和主軸快速的離合。為了保證主軸振動量測量的準確性,防止主軸的共振,本文還對調平衡裝內的中心軸進行了模態(tài)分析,以確定其各階固有頻率和振型。這項研究對我國高速精密加工技術的發(fā)展具有重要的意義。

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