电磁环形自动平衡装置的结构设计与计算.pdf

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1、2012年7月机床与液压Ju1．2012第40卷第13期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．40No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．13．001电磁环形自动平衡装置的结构设计与计算樊红卫，景敏卿，刘恒，王仁超，尹明泉(西安交通大学机械工程学院机械电子及信息系统研究所，陕西西安710049)摘要：为了适应旋转机械高速化、精密化和智能化的要求，采用一种基于电磁作用的自动平衡装置。介绍了该装置的国内外研究现状、系统组成、设计原理和关键结构。建立了该装置的三维模型，并对其动作

2、可靠性进行初步的解析计算。这些工作为电磁环形平衡器的进一步研究提供了必要基础。关键词：自动平衡装置；电磁平衡环；结构设计中图分类号：TH113．2+5文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)13—001-4StructuralDesignandCalculationofElectromagneticRingAutomaticBalancerFANHongwei，JINGMinqing，LIUHeng，WANGRenchao，YINMingquan(InstituteofMechatroniesandInform

3、ationSystems。SchoolofMechanicalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’anShaanxi710049，China)Abstract：Anewautomaticbalaneerbasedonelectromagneticactionwasproposedtosatisfytherequirementsofhishrotatingve—locity，hishrotatingprecisionandintelligenceofrotarymachine．Pres

4、entresearchsituation，systemmake-up，designprincipleandkeystructuresofthisdevicewereintroduced．Three·dimensionalmodelofthisdeviceWasbuiltinPro／EanditsreliabilitycalculationWascompleted．Therese~hworkprovidesnecessaryfoundationforthefurtherresearchonelectromagneticring

5、automaticbalancer．Keywords：Automaticbalaneer；Electromagneticringbalaneer；Structuraldesign现代旋转机械正向着高速化、精密化和智能化方1国内外研究现状向发展。高速化带来的问题是系统微小质量偏心引发旋转机械在运行过程中，经常会因各种原因出现的离心力将无法忽略，振动因此而产生或加剧；精密失衡。对于机床主轴而言，运行失衡将导致工件质量化则要求降低系统运动中的振动，确保系统具有良好下降、主轴寿命缩短，给制造企业带来不小的经济损的动态特性，对于机床主

6、轴而言，要求高的加工精度失。动平衡是解决旋转机械运行失衡的最有效方法。和表面质量；智能化要求对系统振动的控制应具有主迄今为止，动平衡技术经历了静平衡、现场动平衡，动性、高度自动化、无人干预、可实时监控和反馈正向在线自动动平衡发展。在线自动动平衡无需停等。旋转机械的上述“三化”特点对动平衡系统提机、无需人为干预，有利于提高企业的生产效率，也出了更为苛刻的要求。适应当前旋转机械高度自动化和智能化的发展趋势，经典动平衡是测出振动位置和大小后，人工调整是最理想的动平衡策略。转子质量分布以达到动平衡，不能适应上述旋转机械在整个在线自动

7、动平衡系统中，最重要的是作执“三化”的特点。鉴于此，人们又逐渐发展了在线自行器用的平衡装置(平衡头或平衡环)。电磁环形平动动平衡，如SBS机械式平衡头、Hofmann水平衡仪衡器是当前最先进的一种动平衡产品，它与机械式平等。但是，这些平衡仪的平衡转速受限，无法适应高衡头和液体平衡仪相比，具有以下优点：采用环形结档数控机床的高速加工场合。随着近年来磁力机械的构，安装方便快捷且尺寸小、质量轻；采用电磁驱发展，以及DSP、自适应控制等技术的进步，新型电动，启动时间短、无摩擦磨损；机械零件大大减少，磁环形平衡器逐渐进入人们的关注范围

8、。文中重点介适用转速提高。但是，电磁环形平衡器的造价比其他绍电磁环形平衡器的研究现状及该装置的系统组成、自动平衡装置高出不少，而且目前市场上可见的成熟设计原理和关键结构，最后给出一个设计模型，并针产品被德国Hofmann⋯和美国SchmittIndustries、对一个设计实例进行初步的解