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电磁式平衡头动环自锁特性分析与实验研究

作者：刘胜龙,刘保国,冯伟,等日期：2023-05-25/span> 浏览：1354 查看PDF文档

电磁式平衡头动环自锁特性分析与实验研究*

刘胜龙1,2,刘保国1,2*,冯伟1,2,梁警威1,2,武航飞1,2,刘彦旭1,2

(1.河南工业大学机电工程学院,河南郑州 450001;

2.河南省超硬磨料磨削装备重点试验室,河南郑州 450001)

摘要:针对电磁式平衡头动环结构整体设计过程中存在的自锁磁场与自锁力矩问题,对电磁式平衡头动环自锁特性进行了有限元仿真分析与实验研究。首先,根据磁路自锁原理,建立了由磁性齿盘、永磁体、配重盘3个零件构成的三维模型;然后,利用AnsoftMaxwell平台,通过控制单一变量的方式,分析了永磁体对数对气隙磁密和自锁力矩大小的影响,研究了气隙对自锁力矩的影响;最后,基于扭矩传感器及LabVIEW软、硬件搭建了实验平台,通过增减垫片数量的方式,进行了自锁力矩气隙实验。研究结果表明:永磁体对数从8对增加到18对时,有效工作区最小磁通密度增加了103%;有限元分析结果与实验结果的差值在15%以内,且实验数值与有限元分析数值整体趋势一致,自锁力矩随气隙的增大逐渐减小;该实验结果证实了仿真结果的可靠性,为电磁平衡装置的整体分析与优化提供了依据。

关键词:高速电主轴;平衡头装置;磁通密度;气隙实验;自锁力矩;Ansoft Maxwell

中图分类号:TH113.1;TG502.3文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)03-0429-07

本文引用格式:

刘胜龙,刘保国,冯伟,等.电磁式平衡头动环自锁特性分析与实验研究［J］.机电工程,2023,40(3):429-434,460.

LIU Sheng-long, LIU Bao-guo, FENG Wei, et al. Analysis and experimental study of self-locking characteristics of the dynamic ring of electromagnetic balance head［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(3):429-434,460.