基於磁流變效應的工具機主軸線上動平衡技術研究

《基於磁流變效應的工具機主軸線上動平衡技術研究》是依託西安交通大學，由張西寧擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於磁流變效應的工具機主軸線上動平衡技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張西寧
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

採用理論分析、仿真及實驗方法，進行磁流變液在磁場、離心力及重力共同作用下產生流變後引起的表面分布形狀、質量分布以及由此產生的等效偏心質量之間的規律研究，在此基礎上研究基於以上磁流變效應的工具機主軸線上動平衡問題。主要內容如下：(1)磁場作用下平衡腔體中磁流變液內部磁場的分布規律以及流變後參數分布規律研究；(2)磁場力、離心力、重力共同作用下，腔體中磁流變液的分布表面形狀、質量分布以及由此產生的等效偏心質量變化規律研究；(3) 基於流變效應的主軸線上平衡系統的平衡方法研究、平衡系統結構設計以及實驗驗證。項目研究將闡明外加磁場、離心力及重力使旋轉腔體中磁流變液產生偏心質量的機制，揭示磁場強度、旋轉速度與流變效應產生的等效偏心質量之間的關係，為基於磁流變液流變效應的工具機主軸線上動平衡奠定基礎，為線上平衡裝置的結構設計、平衡控制系統設計提供原型，同時也為其它行業的轉子線上動平衡提供新的思路和途徑。

結題摘要

磁流變液在磁場作用下會發生質量分布的變化。本項目旨在通過將磁流變效應套用於工具機主軸的線上動平衡技術研究。通過實驗測定不同磁流變液的性能參數並分析研究，選擇合適的類型進行實驗。對磁流變液進行有限元仿真，分析不同磁場作用下的磁流變液內部磁感應強度分布。設計測量實驗平衡頭裝置，研究測量方法以及圖像處理方法，對不同外加磁場強度和轉速下的磁流變液表面分布形貌進行測量並分析不同條件下產生的質量分布、不平衡量分布規律。採用動平衡機進行實驗並設計測量裝置得到實際的等效偏心質量來驗證測量方法的準確性。實驗獲得了電磁鐵線圈電流和失衡質量關係的函式關係，並根據三點平衡原理，完成了失衡校正質量的矢量分解。設計了磁極與腔體一體化的線上動平衡裝置、基於LabVIEW平台的振動測量及平衡校正量計算模組和電磁場控制系統，並對振動檢測、調速驅動、平衡裝置、電磁控制以及失衡量計算軟體系統等進行組合，構建了整體線上平衡實驗平台。基於構建好的線上平衡實驗台開展線上動平衡實驗，實驗結果表明動平衡後的振動平均降低了75%，從而驗證了項目研究的方法和裝置線上平衡效果。