1、磁懸浮電主軸與一般主軸相比,由于其轉(zhuǎn)子與定子之間不存在機械接觸,轉(zhuǎn)子可以達到很高的轉(zhuǎn)速,幾乎沒有磨損,壽命長、能耗低、噪音小,無需潤滑,具有明顯的優(yōu)越性,是目前的一個研究熱點.本文以一磁懸浮銑削電主軸為研究對象,提出系統(tǒng)方案,并重點分析其動力學性能,為實際應用提供理論依據(jù).本文提出了采用包括主動磁懸浮軸承、內(nèi)裝式高速電機、水冷卻裝置、HSK刀柄接口和輔助支承等在內(nèi)的磁懸浮銑削電主軸設計方案,重點分析了徑向和推力磁軸承以及轉(zhuǎn)軸的結構設計問

2、題,給出了其設計方法和要點,并給出了系統(tǒng)中轉(zhuǎn)軸、高速電機和磁軸承等的設計參數(shù).在分析了磁軸承剛度阻尼特性的基礎上,分別建立了磁軸承—剛性和柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)學模型,并在三類不同的控制參數(shù)下進行了動力學性能計算分析.通過計算結果的分析可以看出:在轉(zhuǎn)子跨越多階臨界轉(zhuǎn)速的情況下,本剛性轉(zhuǎn)子模型計算結果相對柔性轉(zhuǎn)子模型計算誤差不大,在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)剛性模型對于計算低階臨界轉(zhuǎn)速具有一定的適用性,但由于變量限制計算所得臨界轉(zhuǎn)速階數(shù)有限,在這種情況下不適

3、宜用剛性轉(zhuǎn)子模型來計算其動力學性能;該系統(tǒng)的第五、六階臨界轉(zhuǎn)速主要受轉(zhuǎn)子影響,而除此以外的低階和部分高階臨界轉(zhuǎn)速則主要由控制器輸出的剛度特性決定;通過改變磁軸承結構和控制器參數(shù)來改變這些臨界轉(zhuǎn)速的大小,從而可以改善系統(tǒng)的動力學性能,實現(xiàn)在工作轉(zhuǎn)速下具有較高的動態(tài)回轉(zhuǎn)精度.該磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在低頻段的振動模態(tài)為剛性擺動,而在高頻段為彎曲振動模態(tài).磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動模態(tài)分析可以為傳感器的安裝位置和控制器的參數(shù)設計提供理論依據(jù).研究了磁軸承P