電磁平衡頭結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究.pdf

1、針對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械因轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡所引起的振動(dòng)問(wèn)題，在轉(zhuǎn)子上預(yù)裝自動(dòng)平衡頭可以實(shí)現(xiàn)在線振動(dòng)抑制。電磁平衡頭具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、自鎖可靠、平衡時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)高精度、高速主軸的不平衡振動(dòng)實(shí)時(shí)抑制。因此，深入研究電磁平衡頭并推廣應(yīng)用具有一定的工程價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益?；诖耍撐闹饕芯抗ぷ魅缦?
　　(1)電磁平衡頭磁場(chǎng)分析及磁路結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。以現(xiàn)有平衡頭為基礎(chǔ)，建立電磁平衡頭有限元模型，得到配重盤(pán)步進(jìn)過(guò)程中自鎖

2、力以及驅(qū)動(dòng)力的變化規(guī)律，為驅(qū)動(dòng)波形的設(shè)計(jì)提供參考并確定了最大自鎖力及驅(qū)動(dòng)力位置。在此基礎(chǔ)上，研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)最大自鎖力、最大驅(qū)動(dòng)力的影響規(guī)律，研究結(jié)果對(duì)減小平衡頭軸向尺寸、勵(lì)磁線圈安匝數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。
　　(2)滾動(dòng)軸承支撐的配重盤(pán)在高速、高離心力下的變形研究及優(yōu)化。建立了滾動(dòng)軸承支撐的配重盤(pán)有限元模型，通過(guò)顯式動(dòng)力學(xué)仿真得到了平衡頭自鎖狀態(tài)下軸承內(nèi)部各部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，基于擬動(dòng)力學(xué)仿真研究了配重盤(pán)在不同

3、配重塊形狀、不同轉(zhuǎn)速、不同軸承材料以及兩側(cè)配重塊相同及不同平衡能力下的變形情況，逐步優(yōu)化配重盤(pán)結(jié)構(gòu)。優(yōu)化結(jié)構(gòu)能夠有效降低配重盤(pán)變形以及滾動(dòng)體振動(dòng)，提高平衡頭運(yùn)行穩(wěn)定性，保障平衡頭自鎖及驅(qū)動(dòng)性能。
　　(3)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)平衡方案研究。針對(duì)某一型號(hào)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)有限元分析軟件Workbench對(duì)渦槳-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析、不平衡響應(yīng)分析，得到其固有頻率、主振型以及臨界轉(zhuǎn)速。通過(guò)對(duì)比電磁平衡頭動(dòng)平衡前后螺旋槳以及壓氣機(jī)處的不平衡響