基于平衡盘的机床主轴双面在线动平衡效果分析.pdf

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1、机械设计与制造第7期l52MachineryDesign&Manufacture2010年7月文章编号：lOOl一3997(2OlO)07一o152—02基于平衡盘的机床主轴双面在线动平衡效果分析张仕海1,2伍良生周大帅李俊(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100022)(天津海运职业技术学院，天津300457)Analysisofdouble-faceonlinedynamicbalanceofmachinetoolspindlewithbalancedisksZHANGShi—hai1,2WULiang—shengI,ZHOUDa—s

2、huai．LIJun(CollegeofMechanicalEngineeringandAppliedElectronicsTechnology，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100022，China)(TianjinMaritimeVocationalInstitute，Tianjin300457，China)【摘要】基于双平面影响系数法的原理，对采用平衡盘的机床主轴双面在线动平衡系统进行设计。并从理论上对双平面的平衡效果进行分析，提出了一种针对机床主轴的双面平衡、单点优化的方法。分析表明，该方法-．j-

3、~高机床主轴关键部位的平衡效果，具有一定的现实意义。关键词：机床；主轴；平衡盘；在线动平衡；影响系数【Abstract】Baseondouble-faceuencecoefficienttheory，thecontrolsystemofdouble-faceonlinedynamicbalanceformachinetoolisdesigned．Thebalancingeffectisanalyzedabstractly．andthe口u6一facebalanceandsinglepointoptimizationmethodisproposedfo

4、rmachinetoolspindledynamicbalance．Theanalyticresultapprovedthismethodcanimprovebalancingefficiencyforthekeypositionofmachinetoolspindle，theapplyingsignificationisrealistic．Keywords：Machinetool；Spindle；Balancedisk；Onlinedynamicbalance；Influencecoeficient中图分类号：TH16，TK730．32J文献标识码

5、：A1引言分别与主轴脱离时，在平衡转速上测得A、四面初始不平衡振动分别为：o=A0／Oto和：B0／机床主轴在线动平衡技术具有避免频繁开关机试重，提高平I面平衡盘在某确定位置与主轴啮合(施加不平衡量为)，衡效率和精度，同时可根据机床加工工况的改变等因素的影响，Ⅱ面平衡盘分离，在平衡转速上测得A、B面不平衡振动分别为：对不平衡量实施自动平衡的优点。因此在线动平衡具有其它平衡l=AlZ_otl和Bl=B1／_／3I方法不可替代的优势

6、l1。则校正面I在A、B面的影响系数分别为：随着国际机床行业向高速、高精度、高效等方向的发展。在线和。BL-Bo动平衡技术

7、越来越成为制约我国机床在转速、精度等方面性能提。，：，高的关键基础性技术之一目。近年来，随着国家对先进制造技术的Pl

8、pIⅡ面平衡盘在某确定位置与主轴啮合(施加不平衡量为P2)，重视，‘国内众多机构针对在线动平衡系统投入了大量了研究，并I面平衡盘分离，在平衡转速上测得A、B面不平衡振动分别为：取得了一些重要的成果。笔者在总结前人研究的基础上得出：有42=22和B2=B22关动平衡的理论相对成熟；在线动平衡测试和控制技术不断提高则校正面Ⅱ在A、B面的影响系数分别为：和完善，并可以到达较高的准确性和稳定性；动平衡装置具有多样性，在各具特色的同时也具有各自

9、的缺点和实用的局限性，就．：{0和也一B2-B0一，P2混合式在线动平衡装置而言，多具有结构和驱动机构复杂，尤其设欲将原始小平衡量引起A、B面的振动平衡掉，需在I、Ⅱ是轴向尺寸较大，难以在现有的机床上实现J{J。因此，如何设计面需施加的校正量分别为和。则。和满足方程：对现有机床主轴系统改动不大，较容易实现的动平衡装置是目前KIJQ】+KzlQ2+o=0在线动平衡系统的研究重点之一。盘式动平衡头因具有结构相对简单，轴向尺寸较小，易于驱动等优点，而成为国内外在线动平衡K2Q+如Q2+=0装置研究的主要思路之一。对盘式平衡头用于机床主轴双面在线解方程组得：

10、动平衡的平衡效果进行分析，并提出优化方法。Q。=Q=2基于双平面影响系数法的在线动平衡理论设机床主轴的两支承