高速主軸是所有高速旋轉(zhuǎn)加工機(jī)床中最為關(guān)鍵的部件之一。其性能對整臺機(jī)床的加工精度、可靠性等都有至關(guān)重要的影響。高速主軸在制造和裝配過程中，不可避免地會因材質(zhì)不均、加工和裝配誤差等導(dǎo)致其質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心不一致。即使，事先經(jīng)過精密動平衡的旋轉(zhuǎn)機(jī)械也會由于熱變形、磨損、外力、塵垢和物料的不均勻堆積等隨機(jī)因素造成新的動不平衡。 主軸旋轉(zhuǎn)不平衡是機(jī)床振動、噪聲、軸承發(fā)熱等現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。主軸轉(zhuǎn)速越高，不平衡引起的不利影響就越大。為了消除主軸振動，保證加工的精度和效率，必須采用在線動平衡技術(shù)，實(shí)時(shí)消除主軸的不平衡。 本文針對主軸運(yùn)行過程中產(chǎn)生的動不平衡，研制了用于在線動平衡的平衡頭，并設(shè)計(jì)和開發(fā)了主軸振動測試系統(tǒng)和平衡頭無線控制系統(tǒng)，同時(shí)對平衡頭的控制算法進(jìn)行了研究。最后，對研制的平衡頭進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，從而驗(yàn)證了平衡頭的有效性。主要工作如下： （1）在調(diào)研國內(nèi)外文獻(xiàn)及研究成果的基礎(chǔ)上，提出了一種新型液體式動平衡頭。然后介紹了此平衡頭的工作原理，以及平衡頭的各組成部件。最后根據(jù)所繪制的三維模型圖，加工出平衡頭本體，并組裝出平衡頭。 （2）在保證平衡精度和效率的前提下，平衡控制算法采用逐腔比較法，代替了傳統(tǒng)的相位診斷法。只需檢測主軸的轉(zhuǎn)速和振動幅值，省去了相位診斷裝置，降低了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性。 （3）搭建了在線動平衡實(shí)驗(yàn)裝置，設(shè)計(jì)了用于在線自動平衡的軟件。控制信號采用無線傳輸，克服了平衡頭和控制器連線的不便。 完成了所有準(zhǔn)備工作后，對平衡頭進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在線動平衡裝置能較好地消除主軸不平衡量，確保主軸平穩(wěn)運(yùn)行。