磁悬浮磨床电主轴柔性转子动力学分析

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1、磁悬浮磨床电主轴柔性转子动力学分析摘要本文首先阐述了转子动力学的发展历史和电磁轴承支承的高速转子动力学的研究范围，并论述了磁悬浮转子系统的结构、工作原理和支承特性。然后以五自由度磁悬浮转子系统的支承特性和转子动力学的理论为基础，用有限元软件分析了完全弹性支承下转子系统的固有频率以及各种因素对转子固有频率的影响。在支承模化为各向同性并忽略阻尼的情况下，分别采用Raccti传递矩阵法和有限元法求解转子的临界转速并加以比较，在转子动平衡时，调整这些临界转速，使其适当远离机械的工作转速，以得到可靠的设计。给砂轮施加一定的磨削力，

2、利用有限元软件对转子做谐响应分析和瞬态动力学分析，分别得到转子在稳态磨削阶段和初磨阶段的应力和位移响应。通过分析几个危险截面处的节点位移初步判断了转子工作的稳定性。关键词：磁悬浮转子转子动力学有限元固有频率临界转速磨削力RotorDynamicsAnalysisofgrinderSpindlesystemSupportedwithAMBABSTRACTThispaperelaboratedthedevelopmenthistoryofrotordynamicsandthestudyrangeofactivemagneti

3、cbearing—highspeedrotordynamics．Thendiscussthestructure，workingprincipleandbearingcharacteristicsofactivemagneticbearing．rotorsystem．Thenaturalfrequencyofrotorsystemsupposedacompletelasticbearingofusedfiniteelementandavarietyoffactorsonthenaturalfrequencyoftherot

4、orWasanalysisedwithfiniteelementanalysissoftware，basedonthetheoryoffivedegreesoffreedommagneticbearingrotorsystemandrotordynamicscharacteristics．ThecriticalspeedwassolvedwiththemethodoffiniteelementandRiccatitransfermatrix，intheconditionofthebearingWastransformed

5、andthedampWasneglected．Inrotordynamicbalance，adjustthesecriticalrotationalspeeds，makeitproperlydeviatefrommechanicalworkingrotationalspeed，togetreliabledesign．Thenanalysisthenaturalfrequencyandinfluencingfactorsofthefivedegreesoffreedomactivemagneticbearing-highs

6、peedrotor．Madeharmonicanalysisandtransientanalysisfortherotorbyfiniteelementmethodsoftwareafterthegrindingwheelwasimposedongrindingforce，thenreachedthestressanddisplacementresponseofsteadygrindingtimeandinitialgrindifagtimeseparately．Initiallydeterminetheworkings

7、tabilityoftherotorbyanalysisingthedisplacementofthenodesonsomedangerouscross．sections．Keyword：MagneticSuspensionRotor；RotorDynamics；FiniteElement；NatrualFrequency；CriticalSpeed；GrindingForce．图2．1图2．2图3．1图3．2图3．3图3．4图3．5图3．6图3．7图3．8图3-9图4．1图4．2图4．3图4-4图4—5图4．6图4．7

8、图4．8图4．9图4—1O图4．11图4．12图5—1图5—2图5—3图5-4图5．5图5．6图5．7图5—8图5-9图5．1O图5．11插图清单五自由度磁力轴承．转子系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6电磁铁差动驱动模式图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7电主轴结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯