機(jī)床主動(dòng)磁懸浮支承進(jìn)給平臺(tái)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本課題來(lái)源于國(guó)家863高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(No.2001AA423310)"高檔數(shù)控機(jī)床中的主動(dòng)磁懸浮支承技術(shù)".磁懸浮支承是一種新型的支承技術(shù),磁懸浮軸承、磁懸浮列車(chē)都是磁懸浮技術(shù)在工業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用.由于無(wú)摩擦、不需潤(rùn)滑、精度高的無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),對(duì)它的研究日益廣泛和深入,尤其是在高速機(jī)械加工中,高速主軸和快速進(jìn)給系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高速加工的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),如何利用磁懸浮技術(shù)來(lái)提高加工速度和精度,是有待解決的問(wèn)題.本文結(jié)合工程背景,以機(jī)床磁懸浮

2、支承進(jìn)給平臺(tái)為研究對(duì)象,提出系統(tǒng)方案,設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)試驗(yàn)樣機(jī),并對(duì)機(jī)床磁懸浮支承進(jìn)給平臺(tái)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究,分析了系統(tǒng)的臨界頻率特點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的振動(dòng)模態(tài),為實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù).首先本文分析了單自由度磁懸浮支承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理及其剛度、阻尼特性,并且根據(jù)機(jī)床直線導(dǎo)軌平臺(tái)的振動(dòng)特點(diǎn)建立了五自由度機(jī)床磁懸浮支承進(jìn)給平臺(tái)的數(shù)學(xué)模型.然后以傳統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)理論為依據(jù)并結(jié)合磁懸浮支承的特點(diǎn)研究了機(jī)床磁懸浮支承進(jìn)給平臺(tái)系統(tǒng)的機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)性能

3、.其中系統(tǒng)分析了理想工作狀態(tài)下,進(jìn)給平臺(tái)在工作中的振動(dòng)頻率和對(duì)應(yīng)的振動(dòng)模態(tài)及控制器的電氣參數(shù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響.并且針對(duì)正在研制的機(jī)床磁懸浮支承進(jìn)給平臺(tái)系統(tǒng),以若干組不同的電氣參數(shù)為輸入作了理論計(jì)算.最后本文提出了機(jī)床磁懸浮支承進(jìn)給平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案,重點(diǎn)分析了徑向和橫向磁軸承以及進(jìn)給平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題,給出了其設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)參數(shù).在設(shè)計(jì)過(guò)程中,分析了系統(tǒng)產(chǎn)生漏磁的原因,找出了解決漏磁的方法,并且還分析了傳感器的安裝位置對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能