永磁同步型磨削電主軸偏心振動分析及實驗
摘要：電主軸是將旋轉主軸與電機轉子集成為一體的主軸單元,結構復雜,由于加工或裝配誤差等原因,電主軸轉子會存在著一定的偏心量,為探求由于電主軸偏心所導致的轉子振動特性,建立了電主軸轉子偏心模型,采用Maxwell應力張量法計算了偏心造成的不平衡磁拉力(UMP),將UMP解析式代入Jeffcott轉子模型,得到了轉子偏心振動方程。以某磨床的永磁同步電主軸為研究對象,利用有限元方法分析了UMP,發現作用于轉子的UMP始終指向氣隙最小的方向,研究了不同轉速下轉子在質量偏心離心力和UMP作用下的振動響應。研究結果表明,電主軸在低速運行時,UMP為轉子振動的主要來源;隨著轉速的增加,質量偏心離心力對轉子振動的影響更加明顯,而UMP大小保持不變,其頻率隨轉速增加而增大,對轉子振動的作用隨之減弱。對某機床廠所研發永磁同步型磨削電主軸在試運行時產生的振動問題進行了實驗,對主軸振動頻譜分析后判斷實驗電主軸存在靜態偏心,測得主軸軸心軌跡對前述分析進行了驗證。
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