陶瓷电主轴电磁振动及噪声耦合分析

发布时间：2023-05-07 05:28

　　作为高速加工机床的核心驱动部件,电主轴能够在实现机床高速运转的同时,维持机床高精度、高效率、高可靠性的工作状态,所以对于高速加工中心来说,电主轴的性能决定了其加工品质。然而电主轴在运行时会不可避免的产生振动,直接影响到零件的加工精度,同时伴随电主轴振动产生的噪声对加工环境也有一定的污染。将陶瓷材料应用在电主轴的主要旋转部件上,代替传统的金属旋转部件,可以提高电主轴极限转速及刚度,所以陶瓷电主轴是现代高速加工技术的一种发展趋势。然而陶瓷作为一种非金属材料,它的导热、导磁、导电及机械性能与金属材料有着很大的不同,所以陶瓷电主轴的电磁特性及其产生的电磁振动噪声和金属电主轴相比都有了一定的改变。本文以170SD30型号的陶瓷电主轴为主要研究对象,研究变频器供电条件下陶瓷电主轴的电磁振动及噪声特性,具体内容如下:1、电主轴气隙磁场的理论分析。根据电磁理论计算电主轴的磁场特性,应用麦克斯韦应力张量法计算存在静偏心和无偏心两种情况下电主轴的电磁力,对比分析得到了偏心对电磁力的影响结果,同时应用理论模型分析得到了 170SD30型号陶瓷电主轴的电磁特性。2、电主轴电磁场的有限元分析。通过Ansys M...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 电主轴电磁激振力研究现状
    1.3 电主轴电磁振动及噪声研究现状
        1.3.1 电主轴定子固有模态分析研究现状
        1.3.2 声辐射的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 电主轴电磁场理论分析
    2.1 电主轴气隙磁场分析
        2.1.1 定转子气隙磁导及其绕组磁势
        2.1.2 气隙磁场
        2.1.3 径向电磁力
    2.2 气隙偏心对电磁激振力的影响
    2.3 170SD30陶瓷电主轴电磁特性分析
    2.4 本章小结
第三章 电主轴电磁特性有限元分析
    3.1 有限元法在电磁场中的应用
        3.1.1 有限元法在电磁场中的求解原理
        3.1.2 ANSYS软件在电磁场的应用
    3.2 电主轴电磁力有限元法求解
    3.3 电主轴电磁场有限元分析
        3.3.1 变频器驱动原理
        3.3.2 电主轴场路耦合模型的搭建
        3.3.3 不同转轴材料的磁场分布情况
        3.3.4 偏心对电主轴电磁力的影响
    3.4 本章小结
第四章 电主轴电磁振动和噪声分析
    4.1 电主轴定子的固有振动特性
        4.1.1 定子轭振动特性解析法分析
        4.1.2 定子铁心模态的有限元分析
    4.2 振动和噪声的关系
    4.3 电主轴振动和噪声耦合分析
        4.3.1 电主轴定子振动谐响应分析
        4.3.2 电主轴电磁噪声特性分析
    4.4 本章小结
第五章 陶瓷电主轴振动实验及分析
    5.1 电主轴实验系统
    5.2 电主轴振动实验
    5.3 电主轴振动级分析
    5.4 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简介
作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果
致谢



本文编号：3810369