基于磁流变装置的高速电主轴动态加载系统研究

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永磁调节式磁流变阻尼器在拉索减振中的应用研究

永磁调节式磁流变阻尼器在拉索减振中的应用研究龚禹;伍剑峰;孟庆甲【摘要】斜拉桥拉索易发生风雨振动,在拉索上安装磁流变阻尼器是一种有效的减振措施.基于洞庭湖大桥拉索减振系统升级改造工程,对永磁调节式磁流变阻尼器进行了力学性能试验,得到了该磁流变阻尼器在不同档位、频率和振幅工况下的滞回曲线,计算了不同档位下的等效阻尼系数,评估了拉索安装阻尼器后获得的实际阻尼比.结果表明,安装永磁调节式磁流变阻尼器后满足拉索减振要求.永磁调节式磁流变阻尼器已成功应用于岳阳洞庭湖大桥,解决了该桥严重的风雨致振动问题.【期刊名称】《湖南工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(024)002【总页数】5页(P77-81)【关键词】风雨振;减振系统;磁流变阻尼器;力学性能;阻尼比【作者】龚禹;伍剑峰;孟庆甲【作者单位】湖南科技大学土木工程学院,湘潭411201;湖南科技大学土木工程学院,湘潭411201;湖南科技大学土木工程学院,湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】U441.3斜拉索是斜拉桥的关键构件，拉索具有很小的刚度、固有频率和模态阻尼比，在外部激励下易发生风雨振现象［1］，国内外学者越来越关注斜拉索风雨振现象及其振动控制，对拉索减振方面进行了许多研究［2］，提出了多种减振技术，其中最直接、最有效的拉索振动控制方法是增加拉索的阻尼，而目前增加拉索阻尼常用办法是在拉索和桥面间安装阻尼器，如磁流变阻尼器.磁流变阻尼器由高科技亚纳米材料－磁流变体制造的一种智能装置，可通过调节磁场强度，改变其阻尼特征，来实现控制阻尼力大小的输出，获得理想阻尼力来改变拉索的模态阻尼比，对于不同参数的拉索，采用同一型号阻尼器都能使每根拉索都达到最优的减振效果［3］，2002年首次应用RD－1005磁流变阻尼器于岳阳洞庭湖大桥拉索减振，有效地抑制了该桥强烈的风雨振［4］.为了解决原有磁流变阻尼器需要供电的问题，陈政清等［5］设计制作了永磁调节式磁流变阻尼器；禹见达等［6－7］根据磁流变阻尼器力学性能的试验结果，建立了非线性参数模型，很好地模拟了阻尼力的滞回特性；曹宏等［8］介绍了永磁调节装配式磁流变阻尼器在长沙洪山大桥拉索减振的应用情况；罗律［9］介绍了永磁调节式磁流变阻尼器在浏阳河大桥的应用情况，提出了永磁调节式磁流变阻尼器拉索减振方案.本文基于洞庭湖大桥拉索减振系统升级改造工程，对永磁调节式磁流变阻尼器进行了力学性能试验，得到了该磁流变阻尼器在不同档位、频率和振幅工况下的滞回曲线，计算了不同档位下的等效阻尼系数，评估了拉索安装阻尼器后获得的实际阻尼比，论证了洞庭湖大桥应用永磁调节式磁流变阻尼器进行了拉索减振的可行性.湖南岳阳洞庭湖大桥是我国第一座三塔双索面混凝土斜拉桥，处于洞庭湖与长江接口的特殊地理环境，风力大，曾多次发生风雨振，为了确保洞庭湖大桥的安全运营和拉索的使用寿命，于2002年对全桥中的156根拉索安装了磁流变阻尼器拉索减振系统，见图1，安装完成后RD－1005型磁流变阻尼器工作状态良好，有效解决了该大桥严重的风雨振问题，但RD－1005型磁流变阻尼器拉索减振系统需要供电来获得最优减振效果，运行一定年限后，减振系统工作可靠性能已有所降低，供电系统也暴露出一些问题，RD－1005型磁流变阻尼器须配备低压直流电源，长期紫外线照射使得线路老化，易造成供电系统短路，在风雨来临时可能无法为阻尼器供电，未供电的RD－1005磁流变阻尼器的阻尼力较小，只有在供电时阻尼器才能提供足够的阻尼力抵御拉索风雨振，但长期的供电也会使阻尼器温度过高而产生损坏，因此只能在拉索可能发生风雨振时才能给减振系统供电，但供电时间难以控制，拉索风雨振一旦形成，将造成阻尼器超行程运行，从而将阻尼器产生破坏，维护工作量和难度加大，安全可靠性降低.基于系统运营中存在的问题，根据拉索减振技术的发展，为了进一步提高磁流变拉索减振系统的可靠性和工程适用性，于2012年采用新型永磁调节装配式磁流变阻尼器对洞庭湖大桥拉索减振系统进行升级改造，具体技术方案为：采用永磁调节式磁流变阻尼器替换现有拉索减振系统的磁流变阻尼器，永磁调节式磁流变阻尼器尺寸与原阻尼器相当，原系统的其他部件如卡环、立柱等可以利用.原未安装减振器的60根拉索全部安装永磁调节式磁流变阻尼器，为保持桥梁减振系统美观协调，新安装的减振系统结构形式与原系统一致，即采用斜支撑，由两块钢板焊接成丁字形，从上到下截面逐渐变大，每边均采用曲线过渡，并进行镀锌处理.永磁调节装配式磁流变阻尼器的工作原理为：当往复外力通过活塞杆带动阻尼器内部活塞时，活塞两端的磁流变液便会通过活塞与内管间的节流孔之间往复流动，通过调整永久磁体可使节流孔内的磁场强度增强或减弱，使阻尼器输出的阻尼力随之增大或减小，因此通过对永磁体的调节，便可方便、快捷地控制阻尼器阻尼力的大小.永磁调节装配式磁流变阻尼器及内部构造如图2所示.试验装置及实验件如图3所示.试验加载装置采用MTS－810型伺服式疲劳试验机，因拉索风雨振发生的频率通常会小于3.0Hz，试验的激振频率取1.0Hz、2.0Hz和3.0Hz，振动幅值分别取2.5mm、5.0mm 和7.5mm，档位B 分别取0、1、2和3，选用正弦激励x＝Asin（wt），其中，x为阻尼器活塞端位移；A为激励振幅. 试验获得的永磁调节式磁流变阻尼器在位移振幅2.5mm、频率1.0Hz下，阻尼器的力与位移、速度滞回曲线分别如图4所示.由图4可知，滞回曲线都非常饱满，这说明磁流变阻尼器有着极强的减振耗能作用；从阻尼力与位移的关系曲线可以看出在振幅、频率一定，随着档位的增加，滞回曲线所包围的面积也增加，阻尼器的耗能能力增强；磁流变阻尼器在0档位时阻尼器出力为0.48kN，第3档与0档磁场下MR阻尼器的阻尼力之比为2.3，但阻尼器的最大阻尼力幅值并未达到饱和，可进一步提高，故阻尼力可调倍数大于2.3；从阻尼力与速度的关系曲线可以看出，在屈服后区阻尼力与速度的关系基本上呈正比.位移振幅2.5mm、档位B＝2条件下，阻尼器的力与位移、速度滞回曲线如图5所示.位移振幅2.5mm、频率1.0Hz条件下，阻尼器的力与位移、速度滞回曲线分别如图6所示.从图5、图6在阻尼力与位移的关系曲线可以看出档位一定的情况下，阻尼力都随频率和振幅的增加而增大；从阻尼力与速度的关系曲线可以看出，在屈服后区阻尼力随速度的增加并未增长很多，基本保持不变.永磁调节式磁流变阻尼器为非线性阻尼器，其等效粘性阻尼系数Ceq可采用下式评估：式中W 为滞回圈面积，即阻尼器一个周期所消耗的能量；ω为振动频率；A为振幅.每根拉索安装要求安装了两个大小很接近的阻尼器，且夹角为40°，根据永磁调节式磁流变阻尼器力学性能试验得到1.0Hz、2.5mm工况阻尼力与位移滞回曲线，等效阻尼系数计算结果如表2所示.斜拉桥拉索常见的大幅振动包括参数振动和风雨振.为了避免拉索发生参数共振，研究表明，要求的拉索系统模态阻尼比为：式中Smax为拉索振动引起的最大索力变化值（kN），S0为拉索初始索力（kN）.而要保证拉索在风雨气候条件下不发生大幅振动，要求拉索系统模态阻尼比为：式中St≥10，为Scruton数，ρ、d、m 分别为空气密度、拉索直径与每米质量. Pacheco（1993）［10］研究了考虑多阶模态的阻尼器优化设计问题，获得的阻尼器统一设计曲线如图7所示.由图7可知，安装阻尼器后拉索减振的优化阻尼系数为Copt＝0.10mLω01／（ixc／L），在该阻尼系数下拉索可获得的最大模态阻尼比为ξimax＝0.52（xc／L）（式中xc为阻尼器安装处距下锚固端的距离，L为拉索长度）.同样，当已知阻尼器等效粘性阻尼系数时，可以通过上图得到拉索的模态阻尼比.选取了洞庭湖大桥边塔斜拉索中的2根较长的拉索，表3给出了洞庭湖大桥边塔斜拉索基本参数.根据基本参数和计算理论，可得到洞庭湖大桥拉索减振系统升级改造后拉索获得的一阶、二阶、三阶模态阻尼比，计算结果如表4、表5所示.对于B15索，安装永磁调节式磁流变阻尼器后，相应的模态阻尼比分别从0.095%、0.071%、0.058%增加到0.64%、0.66%、0.63%.对于B16索，安装永磁调节式磁流变阻尼器后，相应的模态阻尼比分别从0.063%、0.088%、0.077%增加到0.53%、0.61%、0.60%.对照表4、表5可知，洞庭湖拉索减振系统升级改造采用的永磁调节式磁流变阻尼器拉索减振系统预期的阻尼比满足减振要求.2012年用于洞庭湖大桥永磁调节式磁流变阻尼器安装完成后，见图8，已运行1年有余，无明显风雨振现象发生，表现出优良的减振效果.通过永磁调节式磁流变阻尼器试验与分析，获得以下主要结论：（1）获得了永磁调节式磁流变阻尼器的力学性能力与位移、速度滞回曲线，得到了不同档位的的等效阻尼系数；（2）评估了B15、B16两根拉索安装磁流变阻尼器后获得阻尼比，安装磁流变阻尼器后拉索前3阶模态阻尼比提高了5倍以上，证明了磁流变阻尼器是拉索减振的可行的、有效的手段；（3）建立了洞庭湖大桥永磁调节式磁流变阻尼器拉索减振系统，已运行1年，具有优良的减振效果.【相关文献】［1］Hikami，Y and Shiraishi，N.Rain－wind Induced Vibrations of Cables in Cable－stayed Bridges［J］.Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，1988，29：409－418.［2］Z Q Chen，X Y Wang，Y Q Ni and J M Ko.Field Measurements on Wind－rain－induced Vibration of Bridge Cables With and Without MR Damper［J］.Proceedings ofthe Third World Conference on Structural Control（ed.F Casciati），Como，Italy，April，2002：393－402.［3］王修勇，陈政清，倪一清，高赞明.斜拉桥拉索磁流变阻尼器减振技术研究［J］.中国公路学报，2003，16（2）：52－56.［4］Z Q Chen，X Y Wang，J M Ko，Y Q Ni.MR Damping system for Mitigating Wind－rain Induced Vibration on Dongting Lake Cable－stayed Bridge［J］.Wind and Structures，2004，7（5）：293－304.［5］陈政清.永磁调节装配式磁流变阻尼器［P］.中国发明专利公报，CN：1632345A，2005. ［6］禹见达，陈政清，曹宏，王修勇.永磁调节式MR阻尼器试验研究及工程应用［J］.振动工程学报，2006，19（4）：532－536.［7］禹见达，陈政清，王修勇，曹宏.磁流变阻尼器的非线性参数模型.振动与冲击，2007，26（4）：14－17.［8］陈政清，曹宏，禹见达，王修勇.磁流变阻尼器在洪山大桥拉索减振中的应用［J］.中南公路工程，2005，30（4）：27－30.［9］罗律.永磁调节式磁流变阻尼器在浏阳河大桥的应用［J］.城市道桥与防洪，2009，26（3）：98－100.［10］Pacheco，B.M.，Fujino，Y.and Sulekh，A..Estimation Curve for Modal Damping in Stay Cables with Viscous Damper［J］.Journal of Engineering Mechanics，1991，119（6）：1961一1979.。

磁流变抛光技术研究进展

磁流变抛光技术研究进展
戴立达;张争艳;乔国朝
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】表面质量是精密零部件最重要的性能之一,零件的表面质量主要是由加工过程中不同的工艺参数和方法决定的。

传统的磨抛工艺由于作用在工件上的力很大、嵌入的磨料颗粒、对工艺的控制有限等原因很难使表面粗糙度降低到精密零部件的要求精度。

磁流变抛光(MRF)提供了一种新型高效的方法使工件加工质量达到预期的精度水平。

MRF对工艺控制具有更大的灵活性,并且可以在不破坏表面形貌的情况下完成加工。

综述了磁流变抛光液组分对加工效果的影响、材料去除模型的建立和发展、不同的MRF加工方式和未来磁流变抛光技术发展的新方向,最后总结了目前MRF技术存在的问题总结,并提出了MRF技术未来可能的发展方向。

【总页数】7页(P254-260)
【作者】戴立达;张争艳;乔国朝
【作者单位】河北工业大学机械工程学院;国家技术创新方法与实施工具工程技术
研究中心;中国电子科技集团公司第五十三研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;TH161.14
【相关文献】
1.双抛光头磁流变抛光技术与装备研究进展
2.超精密磁流变复合抛光技术研究进展
3.基于磁流变抛光法的光学元件抛光专利技术综述
4.磁流变抛光技术的研究进展
5.磁流变抛光关键技术及工艺研究进展
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高速磁悬浮电机三段式转子动力学分析研究

高速磁悬浮电机三段式转子动力学分析研究
李晖;徐向波;陈劭;毕中炜
【期刊名称】《微特电机》
【年(卷),期】2024(52)3
【摘要】为解决高速磁悬浮电机三段式转子的动力学分析问题,基于Workbench 有限元仿真平台完成了三段式转子建模、模态振型计算、坎贝尔图求解、不平衡响应分析。

总结讨论了关键因素对三段式转子的动力学特性的影响规律,并通过模态试验对转子建模的合理性进行了验证。

仿真结果与实验结果误差在5%,证明了建模及分析方法的可靠性,为应用在高速磁悬浮电机上同类转子的进一步优化设计和不平衡响应抑制提供理论参考。

【总页数】5页(P6-10)
【作者】李晖;徐向波;陈劭;毕中炜
【作者单位】北京林业大学工学院;北京高孚动力科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM359.9
【相关文献】
1.永磁悬浮电机转子-轴承系统的动力学特性分析
2.永磁悬浮电机轴承-转子系统动力学分析
3.磁悬浮高速电机转子低频振动机理及补偿方法
4.磁悬浮高速电机转子低频振动机理及抑制方法研究
5.高速永磁电机三段式转子模态分析与实验验证
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机械工程申报表

机械工程申报表WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】山东省高等学校品牌专业、特色专业申报书学校名称山东建筑大学专业名称机械工程及自动化修业年限四年专业负责人张明勤专业开设时间1978年5月填报日期2007年6月申报类别品牌特色□山东省教育厅2006年2月填写说明一、申报书的各项内容要实事求是，真实可靠。

文字表达要明确、简洁。

二、表中空格不够时，可另附页，但页码要清楚。

三、每个专业只能在品牌专业和特色专业中选择一种申报，在封面相应类别方框中画√。

四、申报书用A4纸双面印制，在左侧装订。

一、专业和专业负责人基本情况*专业指由教育部、省教育厅正式批准或备案的普通本专科专业。

**学生均指普通本专科学生，不包括研究生、成教生、五年一贯制和三二分段。

二、师资队伍情况***老、中、青分别指55岁（含）以上、40～55岁、40岁（含）以下。

***教学研究论文、编写教材和承担校级及以上教学改革项目需另附目录清单。

三、本专业科研学术水平*教师发表的论文、出版的专着和获奖情况需另附目录清单。

**项目性质分教师科研项目、学校立项学生科研项目、学生自选项目、其他等类型填写。

五、教学条件费、图书资料购置费、体育维护费。

**实验仪器设备指单价高于800元的仪器设备。

七、专业有关状况与人才需求分析八、专业建设、改革与管理的现状、目标、思路和措施九、学校意见附件一: 教师近五年发表教研论文统计表附件二: 教师近五年出版教材统计表附件三: 近5年承担校级及以上教学改革项目统计表附件四: 近5年教师在核心期刊发表科研论文统计表（截止到2006年12月底）。

科技成果——磁悬浮轴承电气控制技术

科技成果——磁悬浮轴承电气控制技术
成果简介
成果针对磁悬浮轴承高扰动等问题，提出一种转子高速、超高速旋转抗干扰的高转矩鲁棒电磁控制方法，采用DSP与FPGA高速芯片研发了一套基于双闭环纵向横向磁场空间高精度稳定控制；可以进行参数自适应识别与模糊化微处理功能；可以实时监测转子的振动、受力、位移等动力学参数，并且可以主动补偿调节控制，进而在设备出现问题造成损失前确定原因并保护设备，使设备有更多的正常工作时间。

磁悬浮轴承与传统的滚珠轴承、含油轴承相比，不存在机械接触、噪音小、体积小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。

授权发明专利2项，国际专利1项，已申请待授权专利4项。

应用情况
成立高新技术企业，相关设备和技术在沈阳鼓风机集团股份有限公司推广使用。

市场前景
磁悬浮轴承的型式可以多种多样,其市场前景非常广阔。

清洁节能、经久耐用，是未来高速机械发展的趋势，而磁悬浮轴承技术进步、环保节能、无摩擦、无润滑、低噪音等特有的优点使之能够使之在现代化新能源领域、电力工程、机床领域、农业发展、动力领域（如离心压缩机、分子涡流泵、汽轮发动机等大型设备上）有广泛的应用。

采用磁悬浮轴承替代现有常规电机轴承可省去增速箱环节，效率
大大提高，可节能30-40%；系统体积可减小80-90%。

工业领域电机能效每提高一个百分点，可年节约用电260亿千瓦时左右。

合作方式许可、技术入股。

RTLinux构建的磁悬浮轴承控制器实验平台

RTLinux构建的磁悬浮轴承控制器实验平台RTLinux构建的磁悬浮轴承控制器实验平台摘要：介绍了一种全新的基于PC机与RTLinux构建的磁悬浮控制器实验平台。

与基于DSP构建的控制平台进行比较，证明此平台在成本、开发效率、性能等方面具有优越性。

最后介绍了新平台的实际应用情况。

关键词：RTLinux 磁悬浮轴承飞轮控制平台磁轴承（Magnetic Bearing，简称MB），又称为磁悬浮轴承，是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触的一种新型、高性能轴承。

与传统的滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比，磁轴承不存在机械接触，转子可以运行到很高的转速，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中[1]。

随着控制理论的发展以及对磁悬浮轴承系统性能要求的不断提高，磁悬浮系统控制器需要实现的控制算法的复杂程度日渐加大。

传统的模拟控制器虽然具有成本低、速度快、性能稳定、对PID控制算法适应良好等优点，但却难以满足用户日益增高的需求。

于是数字控制成为磁轴系统控制的主流趋势。

(范文先生网收集整理) 在磁轴承系统控制中，普遍采用了基于DSP构建的数控平台。

此平台难以克服其硬件成本高、开发周期长、延续性差、对用户软硬件能力要求高等缺点。

开发一种低成本、高效率、易开发、易维护的控制器实验平台便成为迫切的需要。

基于PC机与RTLinux构建的控制平台恰恰能满足这一需求，其强大的数值运算与实时处理功能，为磁悬浮系统性能的提高提供了可靠的保障。

事实上，国外已有将基于PC机一RTLinux构建的控制平台应用于高阶磁轴承控制器的成功实例[2]。

1 数字控制系统的硬件结构简介一个典型的磁轴承数字控制系统结构如图1所示。

图中的电磁转子与转子属机械装置。

传感器采用清华大学机电与控制实验室自行研制的高精度、高稳定度电涡流传感器。

功放采用大功率电流控制开关功放。

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万方数据
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基于非线性特性的大型转台精密运动控制技术
作者：龚时华，李斌，朱国力， GONG Shi-hua， LI Bin， ZHU Guo-li
作者单位：华中科技大学,制造装备数字化国家工程研究中心,湖北,武汉,430074
刊名：
电气传动
英文刊名：ELECTRIC DRIVE
年，卷(期)：2010，40(7)
被引用次数：0次
1.陈庆伟.郭毓.胡维礼多电机同步联动系统的动力学分析与建模 2004(增)
2.忽麦玲.张光辉.卫平双电机驱动伺服系统的建模与分析 2008(6)
3.刘福才.张学莲.刘立伟多级电机传动系统同步控制理论与应用研究 2002(4)
4.Wang Jianjun.Li Runfang.Peng Xianghe Survey of Nonlinear Vibration of Gear Transmission Systems 2003(3)
本文链接：/Periodical_dqcd201007009.aspx
授权使用：河北科技大学(hbkjdx)，授权号：1610d635-6d2b-40a4-9bd3-9ea401385766
下载时间：2011年3月12日。

权利要求书

权利要求书1.一种高速电主轴动态加载装置，其特征在于，所述的高速电主轴动态加载装置包括支撑部分和加载部分；所述的支撑部分包括主轴基座、轴向加载支架（9）、径向加载垫板（16）和测功机基座（15），其中：主轴基座包括主轴垫板（1）、调整垫片（2）与抱夹机构（3）；所述的加载部分包括径向加载机构、轴向加载机构、扭矩加载机构、加载棒（5）和轴承单元，其中：扭矩加载机构包括电力测功机（13）、高速弹簧管联轴器（11）和逆变器；调整垫片（2）与抱夹机构（3）依次叠置在主轴垫板（1）上并采用螺栓固定连接，电力测功机（13）固定在测功机基座（15）上，电力测功机（13）的输出端通过高速弹簧管联轴器（11）和加载棒（5）右端连接，加载棒（5）左端和安装在抱夹机构（3）中的被测高速电主轴（4）的右端连接，电力测功机（13）输出轴、高速弹簧管联轴器（11）、加载棒（5）和抱夹机构（3）主轴通孔的回转轴线同处于一条水平线上，轴承单元套装在加载棒（5）上，径向加载机构处于轴承单元的正下方并安装在径向加载垫板（16）上，轴向加载机构的一端安装在轴向加载支架（9）上，另一端和轴承单元接触连接，电力测功机（13）和逆变器电线连接。

2.按照权利要求1所述的高速电主轴动态加载装置，其特征在于，所述的径向加载机构包括底面支撑板（18）、径向滑块（21）、1号压力传感器（22）、径向双头螺柱（23）、径向加载压电陶瓷驱动器（24）、短销（25）、径向加载机构外壳（26）与径向位置调整机构（30）；竖直地处于径向加载机构外壳（26）内的径向加载压电陶瓷驱动器（24）的上输出端由径向加载机构外壳（26）中的外壳上横梁伸出，径向加载压电陶瓷驱动器（24）的下输出端通过径向双头螺柱（23）连接1号压力传感器（22）的上端，1号压力传感器（22）的下端和径向滑块（21）的顶面接触连接，径向滑块（21）底面和安装在径向加载机构外壳（26）上的径向位置调整机构（30）接触连接，径向加载机构外壳（26）的下端和底面支撑板（18）的顶端螺栓固定连接。

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ＤｙｎａｍｉｃｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｓｏｆａｈｉｇｈｓｐｅｅｄｍｏｔｏｒｉｚｅｄｓｐｉｎｄｌｅｗｉｔｈｍａｇｎｅｔＯｒｈｅＯｌＯｇｉｃａｌｌｕｉｆｄＬＩｔ — ｍｉｎｇ，ＣＨＥＮＸｉａｏ — ａｎ，ＨＥＹｅ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，Ｃｈｏｎቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）
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基于磁流变装置的高速电主轴动态加载系统研究
李培明，陈小安，合烨
（重庆大学机械传动国家重点实验室，重庆４０００４４）
摘要：为有效预测高速电主轴的寿命并评价其精度保持性，需要对高速状态下的电主轴进行动态加载测试。应
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｌｉｆｅｏｆａｈｉｇｈｓｐｅｅｄｍｏｔｏｉｚｒｅｄｓｐｉｎｄｌｅａｎｄａｓｓｅｓｓｉｔｓｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｅｔａｉｎｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ，ｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｓｓｈｏｕｌｄｂｅｄｏｎｅｆｏｒｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅｗｉｔｈｈｉｇｈｓｐｅｅｄ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｍｏｔｏｉｚｒｅｄｓｐｉｎｄｌｅｗｉｔｈｈｉｇｈｓｐｅｅｄ，ｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｓａｒｅｖｅｒｙｈａｒｄｔｏｃａｒｒｙｏｕｔ．Ｈｅｒｅ，ｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔｓｆｏｒｔｈｅｓｐｉｎｄｌｅｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｕｓｉｎｇ
ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｌｆｕｉｄ（ＭＲＦ）．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｌｏａｄｉｎｇｐｉｒｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｅｓｃｉｒｂｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ
ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌｉｓｃａｐａｂｌｅｏｆａｃｃｕｒａｔｅｌｙｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｈｅｔｏｒｑｕｅ；ｔｈｅｖｉｓｃｏｓｉｔｙ
用磁流变液对电主轴进行动态加载并进行加载性能测试。介绍该加载系统的构成与原理，并通过电磁仿真与实验，获取力矩一电流、力矩一时问变化规律，探讨高速下磁流变液的剪切模型，并对原始公式予以修正。理论计算与实验结果表明修正模型及分析流程具有一定精度，说明磁流变液的粘度和剪切屈服应力会随转速、电流的改变而变化，也验证该加载系
统的正确性和可行性，为高速电主轴的动态加载性能研究提出了一种全新的方法。
关键词：高速电主轴；磁流变液；动态加载实验
中图分类号：ＴＨ１１３文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉＶＳ．２０１５．１７．００１
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