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基于磁悬浮轴承高速电主轴的法向磨削力检测方法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH165[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]山东大学电气工程学院,济南250061, [2]河北工业大学信息工程学院,天津300401
  • 相关基金:国家自然科学基金(50775129); 山东省自然科学基金(Y2008F44); 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS2011ZZ009); 山东大学自主创新基金(2012JC011)资助项目.
中文摘要:

利用磁悬浮轴承高速电主轴作为检测器件解决高速磨削法向磨削力实时在线测量困难的问题。通过对磁悬浮轴承高速电主轴转子的动力学分析,得到法向磨削力与电主轴转子位移的两阶导数和转子受到的电磁力的关系。转子的位移数据可由磁悬浮轴承电主轴中的位移传感器的输出得到。为了精确求取电磁力,气隙磁通密度采用图解法求出,消除线性化引入的系统误差;气隙宽度由遍历搜索法标定,消除系统加工装配误差对电磁力测量带来的影响;引入修正系数对由漏磁、磁滞和边缘效应带来的测量误差进行补偿,修正系数由三层神经网络动态实时求出。通过静态和动态试验对电磁力和动态磨削力的检测结果进行验证,试验结果证明基于磁悬浮轴承高速电主轴的法向磨削力检测方法的有效性和准确性。

英文摘要:

High speed magnetic bearing spindle is used as detection device to solve the difficulty of inline measuring of the normal grinding force.Magnetic bearing spindle rotor dynamics is analyzed to obtain the relationship of the normal grinding force with derivatives of rotor displacements and magnetic force of the magnetic bearing.The displacement data can be obtained from displacement sensor.In order to accurately solve the magnetic force,air gap flux density is obtained using the graphic method to eliminate the systematic errors introduced by the linearization;Air gap width is calibrated using multi-point method to eliminate the impact of the system assembly error on the measurement of electromagnetic force;A correction factor calculated by the three-layer neural network is introduced to deal with the measurement error caused by the magnetic flux leakage,hysteresis and edge effects;Finally,static and dynamic experiments are done to verify the measuring of magnetic force and dynamic grinding force.Experiment results show the validity and accuracy of the detection of the grinding force based on magnetic bearing spindles.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603