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低损耗磁悬浮电主轴的动态性能_徐欣VIP免费

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第29卷第2期2014年2月航空动力学报JournalofAerospacePowerVol.29No.2Feb.2014文章编号:1000-8055(2014)02-0343-07doi:10.13224/j.cnki.jasp.2014.02.014低损耗磁悬浮电主轴的动态性能徐欣,谢振宇,龙亚文(南京航空航天大学机电学院江苏省精密与微细制造技术重点实验室,南京210016)摘要:通过引入同极型径向主动磁悬浮轴承(AMB)和轴向永磁轴承(PMB)建立了低损耗磁悬浮电主轴试验装置,给出了主要设计过程和结构参数,分析了磁悬浮电主轴的动态性能,并通过系统的高速旋转试验进行了验证.研究结果表明:该试验装置结构简单,功耗较小,能够平稳越过前2阶临界转速并在40000r/min稳定运行,最大振幅为7μm.关键词:永磁轴承;同极型磁悬浮轴承;电主轴;固有频率;动态性能中图分类号:V229+.2;TH133.3文献标志码:A收稿日期:2012-12-26基金项目:国家自然科学基金(51275238);航空科学基金(2011ZB52025);江苏省高校优势学科建设工程作者简介:徐欣(1986-),男,浙江金华人,硕士生,主要从事机电一体化研究.DynamiccharacteristicsoflowlossmotorizedspindlesuspendedbymagneticbearingsXUXin,XIEZhen-yu,LONGYa-wen(JiangsuKeyLaboratoryofPrecisionandMicro-ManufacturingTechnology,CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:Alowlossmotorizedspindlesuspendedbymagneticbearingswithtworadialhomopolaractivemagneticbearings(AMB)andoneaxialpermanentmagneticbearing(PMB)wasestablished,andthemaindesignprocedureandconfigurationparametersofthesystemwerepresented.Thedynamiccharacteristicsofthesystemwereanalyzedbytheoret-icalcalculationsandverifiedbyhigh-speedrotationtests.Theresultsshowthatthesystemhassimplerstructure,lesspowerconsumption,andisabletogetacrossthefirsttwocriti-calspeedsandoperateat40000r/minsafely,withmaximumamplitudeoftherotorupto7μm.Keywords:permanentmagneticbearing;homopolarmagneticbearing;motorizedspindle;naturalfrequency;dynamiccharacteristics当前加工机械正向着高速、高效、低损耗和低成本方向发展,磁悬浮电主轴利用磁悬浮轴承无接触、无磨损、无润滑和高转速等优点,解决了传统电主轴难以承受高转速的问题[1-3],但存在系统复杂、发热严重和成本较高等新困扰[4-5],尤其是推力磁悬浮轴承,由于制造工艺等原因只能采用实心结构,其铁耗引起的发热要比径向轴承大得多,是磁悬浮电主轴温升的主要原因...

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