電磁軸承與常規(guī)軸承不同,是基于反饋控制原理采用電磁力來支承轉(zhuǎn)子,具有無摩擦、無磨損、高速度、高精度、低功耗等一系列獨(dú)特性能,因而可以廣泛應(yīng)用于高速、高精度的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。它是一種典型的高技術(shù)含量、高附加值機(jī)電一體化產(chǎn)品。然而,由于電磁軸承支承技術(shù)涉及機(jī)械、電子、傳感、控制、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科領(lǐng)域,我國要將電磁軸承應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品中,一系列理論與方法還有待研究與解決。國內(nèi)電磁軸承的研究,整體上還處于實(shí)驗(yàn)研究階段。 本文簡要介紹了電磁軸承的發(fā)展概況及研究現(xiàn)狀,和電磁軸承的主要原理。緊接著,給出了電磁軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要流程及設(shè)計(jì)過程,重點(diǎn)說明了定子結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)過程。項(xiàng)目創(chuàng)新性地提出以電磁軸承與傳統(tǒng)軸承一起支承主軸的混合支承系統(tǒng)。主軸前端需要的剛度阻尼大,以電磁軸承支承。主軸后端則以一對(duì)角接觸球軸承支承。這樣設(shè)計(jì)的好處是,既保證了電磁軸承的高剛度阻尼,又簡化了結(jié)構(gòu),節(jié)約了成本。在輔助軸承方面,設(shè)計(jì)了一種用電磁鐵控制的可移動(dòng)的新型輔助軸承結(jié)構(gòu)。提高了輔助軸承與主軸接合的平順性,延長了輔助軸承使用的壽命,具有很好的實(shí)用價(jià)值。并給出了輔助軸承的設(shè)計(jì)過程,具體說明了重要零件電磁鐵和彈簧的設(shè)計(jì)過程。建立了主軸的...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 電磁軸承簡介
        1.1.1 電磁軸承簡述及其分類
        1.1.2 電磁軸承的優(yōu)點(diǎn)
    1.2 電磁軸承國內(nèi)外發(fā)展概況
        1.2.1 國外發(fā)展概況
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展概況
        1.2.3 未來發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 電磁軸承研究現(xiàn)狀
    1.4 課題主要研究內(nèi)容與意義
    1.5 本文結(jié)構(gòu)
第2章 電磁軸承支承系統(tǒng)
    2.1 電磁軸承支承系統(tǒng)的組成與工作原理
        2.1.1 系統(tǒng)組成
        2.1.2 工作原理
    2.2 電磁軸承的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用范圍
        2.2.1 電磁軸承的優(yōu)點(diǎn)
        2.2.2 電磁軸承的應(yīng)用范圍
    2.3 電磁軸承的性能指標(biāo)
    2.4 電磁軸承支承系統(tǒng)理論分析與混合式電磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)
    2.5 電磁軸承電磁力分析
        2.5.1 單邊磁極作用時(shí)電磁力的分析
        2.5.2 一對(duì)磁極產(chǎn)生電磁力的計(jì)算
        2.5.3 多磁極產(chǎn)生電磁力的計(jì)算
        2.5.4 最大承載力計(jì)算
    2.6 本章小結(jié)
第3章 電磁軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.1 電磁軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)確定
        3.1.1 選擇鐵磁材料
        3.1.2 確定磁極數(shù)
        3.1.3 確定槽形狀
        3.1.4 磁極的布置
        3.1.5 轉(zhuǎn)子直徑
        3.1.6 定子轉(zhuǎn)子間氣隙
        3.1.7 定子內(nèi)徑
        3.1.8 極靴寬度
        3.1.9 電磁軸承寬度
        3.1.10 單極磁極面積
        3.1.11 線圈匝數(shù)和電流
        3.1.12 電感量計(jì)算
        3.1.13 窗口深度
        3.1.14 定子外徑
    3.2 其他部件設(shè)計(jì)
        3.2.1 輔助軸承
        3.2.2 主軸位置檢測(cè)部件
        3.2.3 其余部件
    3.3 電磁軸承有關(guān)特性分析與計(jì)算
        3.3.1 靜態(tài)工作點(diǎn)B₀ 的選擇
        3.3.2 軸承承載力和名義最大承載力估計(jì)
        3.3.3 溫升估算
        3.3.4 線圈繞制
    3.4 本章小結(jié)
第4章 電磁軸承輔助軸承設(shè)計(jì)
    4.1 新型輔助軸承的設(shè)計(jì)
    4.2 電磁鐵的設(shè)計(jì)
        4.2.1 材料與結(jié)構(gòu)的確定
        4.2.2 氣隙的有效截面積計(jì)算
        4.2.3 空氣隙磁導(dǎo)(磁阻)計(jì)算
        4.2.4 電磁鐵激勵(lì)線圈產(chǎn)生的磁勢(shì)值的計(jì)算
        4.2.5 驗(yàn)證磁路處于不飽和狀態(tài)
        4.2.6 線圈導(dǎo)線直徑的計(jì)算
        4.2.7 線圈填充系數(shù)計(jì)算
        4.2.8 線圈散熱面積計(jì)算
        4.2.9 線圈短期工作制時(shí)穩(wěn)定溫升的計(jì)算
    4.3 彈簧的設(shè)計(jì)
        4.3.1 選擇材料和許用切應(yīng)力
        4.3.2 彈簧鋼絲直徑
        4.3.3 彈簧有效圈數(shù)
        4.3.4 彈簧剛度、載荷和變形量的校核
        4.3.5 自由高度、壓并高度和壓并變形量
        4.3.6 試驗(yàn)載荷和試驗(yàn)載荷下變形量
        4.3.7 彈簧的其余尺寸參數(shù)
    4.4 深溝球軸承等零件的設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 主軸的模態(tài)分析
    5.1 模態(tài)分析的基本理論
    5.2 ANSYS軟件模態(tài)分析功能簡介
    5.3 模態(tài)分析
        5.3.1 軸承剛度計(jì)算
        5.3.2 ANSYS分析及結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3803495