高速電主軸軸心軌跡的測試與分析

❶ 電渦流感測器做軸心軌跡測量實驗數據和電壓與線圈移動位移的曲線圖!

電渦流感測器的工作原理是通過對處於檢測線圈形成的電磁場中的工件及周圍空間區域列出麥克斯韋方程及定解條件，然後進行求解，以確定檢測線圈的阻抗特性的變化與被檢工件受影響因素之間的關系。
電渦流感測器採用的是感應電渦流原理,當帶有高頻電流的線圈靠近被測金屬時,線圈上的高頻電流所產生的高頻電磁場便在金屬表面上產生感應電流,電磁學上稱之為電渦流。電渦流效應與被測金屬間的距離及電導率、磁導率、幾何尺寸、電流頻率等參數有關。
通過電路可將被測金屬相對於感測器探頭之間距離的變化轉化為電壓或電流變化。電渦流感測器就是根據對金屬物體的位移、振動等參數的測量。
參考資料：

❷ 請教一下大神，ANSYS workbench轉子動力學分析時，如何在後處理中提取軸心軌跡

• 轉子動力學

  鎖定

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固體力學的分支。 主要研究轉子-支承系統在旋轉狀態下的振動、平衡和穩定性的問題，尤其是研究接近或超過臨界轉速運轉狀態下轉子的橫向振動問題。轉子是渦輪機、電機等旋轉式機械中的主要旋轉部件。

• 中文名

• 轉子動力學

• 外文名

• rotor dynamics

目錄

• 1介紹

• ▪①臨界轉速

• ▪②通過臨界轉速的狀態

• ▪③動力響應

• ▪④動平衡

• ▪⑤轉子穩定性

介紹

工程界和科學界關心轉子振動的歷史已有二百多年，1869年英國的W.J.M.蘭金關於離心力的論文和 1889年法國的C.G.P.de拉瓦爾關於撓性軸的試驗是研究這一問題的先導。隨著近代工業的發展，逐漸出現了高速細長轉子。由於它們常在撓性狀態下工作，所以其振動和穩定性問題就越發重要。轉子動力學的研究內容主要有以下5個：

①臨界轉速

由於製造中的誤差，轉子各微段的質心一般對回轉軸線有微小偏離。轉子旋轉時，由上述偏離造成的離心力會使轉子產生橫向振動。這種振動在某些轉速上顯得異常強烈，這些轉速稱為臨界轉速。為確保機器在工作轉速范圍內不致發生共振，臨界轉速應適當偏離工作轉速例如10%以上。臨界轉速同轉子的彈性和質量分布等因素有關。對於具有有限個集中質量的離散轉動系統，臨界轉速的數目等於集中質量的個數；對於質量連續分布的彈性轉動系統，臨界轉速有無窮多個。計算大型轉子支承系統臨界轉速最常用的數值方法為傳遞矩陣法。其要點是：先把轉子分成若干段，每段左右端4個截面參數（撓度、撓角、彎矩、剪力）之間的關系可用該段的傳遞矩陣描述。如此遞推，可得系統左右兩端面的截面參數間的總傳遞矩陣。再由邊界條件和固有振動時有非零解的條件，籍試湊法求得各階臨界轉速，並隨後求得相應的振型。

②通過臨界轉速的狀態

一般轉子都是變速通過臨界轉速的，故通過臨界轉速的狀態為不平穩狀態。它主要在兩個方面不同於固定在臨界轉速上旋轉時的平穩狀態：一是振幅的極大值比平穩狀態的小，且轉速變得愈快，振幅的極大值愈小；二是振幅的極大值不像平穩狀態那樣發生在臨界轉速上。在不平穩狀態下，轉子上作用著變頻干擾力，給分析帶來困難。求解這類問題須用數值計算或非線性振動理論中的漸近方法或用級數展開法。

③動力響應

在轉子的設計和運行中，常需知道在工作轉速范圍內，不平衡和其他激發因素引起的振動有多大，並把它作為轉子工作狀態優劣的一種度量。計算這個問題多採用從臨界轉速演算法引伸出來的演算法。

④動平衡

確定轉子轉動時轉子的質心、中心主慣性軸對旋轉軸線的偏離值產生的離心力和離心力偶的位置和大小並加以消除的操作。在進行剛性轉子（轉速遠低於臨界轉速的轉子）動平衡時，各微段的不平衡量引起的離心慣性力系可簡化到任選的兩個截面上去，在這兩個面上作相應的校正（去重或配重）即可完成動平衡。為找到兩截面上不平衡量的方位和大小可使用動平衡機。在進行撓性轉子（超臨界轉速工作的轉子）動平衡時，主要用振型法和影響系數法。它們是轉子動力學研究的重點。

⑤轉子穩定性

轉子保持無橫向振動的正常運轉狀態的性能。若轉子在運動狀態下受微擾後能恢復原態，則這一運轉狀態是穩定的；否則是不穩定的。轉子的不穩定通常是指不存在或不考慮周期性干擾下，轉子受到微擾後產生強烈橫向振動的情況。轉子穩定性問題的主要研究對象是油膜軸承。油膜對軸頸的作用力是導致軸頸乃至轉子失穩的因素。該作用力可用流體力學的公式求出，也可通過實驗得出。一般是通過線性化方法，將作用力表示為軸頸徑向位移和徑向速度的線性函數，從而求出轉子開始進入不穩定狀態的轉速——門限轉速。導致失穩的還有材料的內摩擦和干摩擦，轉子的彎曲剛度或質量分布在二正交方向不同，轉子與內部流體或與外界流體的相互作用，等等。有些失穩現象的機理尚不清楚。

❸ 蔣書運的主要學術經歷

2005.5 - 2006.4 東南大學機械工程系 教授
1999.10－2005.4 東南大學機械工程系 副教授
1997.9 －1999.9 清華大學工程物理系 博士後
1994.3 －1997.6 哈爾濱工業大學動力工程系 博士生
1990.9 －1993.6 哈爾濱工業大學機械工程系 碩士生
主要講授課程：機械製造工程原理（本科生）新科技英語（本科生）轉子動力學（碩士生）現代機械動力學（博士生）高等摩擦學（博士生）
學術兼職
中國振動工程學會機械動力學分會副理事長
中國振動工程學會轉子動力學分會理事
全國高校製造技術與機床研究會理事
中國機械工程學會摩擦學分會理事
中國機械工程學會高級會員
中國振動工程學會會員
中國宇航學會會員
「Journal of Journal of Thermal Science and Engineering Applications，Transactions of ASME
「International Journal of Machine tool and Manufacture」
「Journal of Sound and Vibration」
「Mechanical Systems and Signal Processing」
「Mechanism and Machine Theory」
「Tribology Letter」
「Applied Surface Science
「Journal of MaterialsProcessing Technology」
「機械工程學報」
「振動工程學報」
「摩擦學學報」
「太陽能學報」等國內外著名刊物特約審稿人。
「振動、測試與診斷」雜志 常務編委
學術成就、獎勵及榮譽：
2009 教育部科技進步二等獎：高速加工機床設計技術與工程應用
2007 中國機械工業科技進步三等獎：高速精密數控無心磨床的開發
2003 東南大學科學技術進步一等獎：機械振動與雜訊控制和工程應用研究
2002 江蘇省科技進步二等獎：新一代數控高精度內園磨床
2000 國防科學技術獎三等獎：離心機帶孔擋板的應力分析
2006 教育部「新世紀優秀青年人才計劃」
2006 江蘇省「六大人才」高峰（A類）項目資助
2004 江蘇省「青藍工程」高校優秀青年骨幹教師獎
主持的科研項目：
國家級項目：
國家自然科學基金項目：帶電渦流阻尼器與大承載永磁懸浮軸承的儲能飛輪轉子動力學研究
國家自然科學基金項目：最佳預緊力電主軸振動控制技術
國家自然科學基金項目：水靜壓高速電主軸動態特性分析與試驗研究
國家自然科學基金項目：飛輪儲能系統機電耦合與解耦設計的理論與方法
國家高技術研究計劃（863）項目：新型高效飛輪儲能關鍵技術研究
科技部科技人員服務企業行動項目：MKZ84系列數控軋輥磨床的開發及產業化
國家科技重大專項（高檔數控機床與基礎製造裝備）： 新型高效、高速、高剛度、大功率電主軸及驅動裝置
國家科技重大專項（極大規模集成電路製造裝備及成套工藝）：Φ300mm矽片超精密磨片機的開發
中國博士後科學研究基金：飛輪儲能系統機電耦合非線性振動與飛輪本體結構優化設計
省部級項目：
江蘇省科技支撐計劃項目：Φ300mm大尺寸矽片超精密減薄裝置的開發
江蘇省自然科學基金項目：高速大功率電主軸的應用基礎研究
江蘇省高技術研究計劃：新一代高速無顫振機床電主軸關鍵技術研究
江蘇省科技攻關項目：高速精密立式加工中心及其核心技術的研究與開發
江蘇省科技攻關項目：高速高精度數控無心磨床的開發
江蘇省科技攻關項目：YT5140CNC數控高速插齒機的開發及產業化
江蘇省重大科技成果轉化項目：高速、精密、大型數控齒輪機床研發及產業化
江蘇省重大科技成果轉化項目子課題：系列化數控軸承內圓磨床的開發
江蘇省重大科技成果轉化項目子課題：系列化數控內圓磨床的開發
江蘇省重大科技成果轉化項目子課題：系列化高速電主軸的開發
清華大學摩擦學國家重點實驗室科研基金項目：高真空工況下超高速寶石軸承的摩擦學設計
清華大學摩擦學國家重點實驗室科研基金項目：超高速寶石軸承的摩擦學性能研究
無錫市科技局產學研合作招標項目：磨床主軸頸磨損機理和先進表面處理工藝的研究
企業委託項目：
6SD51高速電主軸開發
YT5140CNC數控高速插齒機的開發及產業化
高速精密立式加工中心關鍵技術研究
碟式離心機疲勞應力分析與強度設計
長壽命電能表寶石軸承潤滑油的研製
軍工項目：
寶石軸承的關鍵技術研究
寶石軸承表面工程與潤滑劑減摩抗磨協同效應研究
高速寶石軸承摩擦磨損台架模擬試驗研究
高速寶石軸承的磨損機理與延長壽命技術研究

❹ 高速加工中心的電主軸

電主軸是最近幾年在數控機床領域出現的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術。高速數控機床主傳動系統取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機床主軸由內裝式電動機直接驅動，從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現了機床的「零傳動」。這種主軸電動機與機床主軸「合二為一」的傳動結構形式，使主軸部件從機床的傳動系統和整體結構中相對獨立出來，因此可做成「主軸單元」，俗稱「電主軸」。
電主軸常用於高速加工中心，因其結構特殊，能達到的轉速非常之高，國外最頂尖的電主軸轉速早已突破十萬轉，相對於皮帶式主軸來說，轉速根本就不是一個級別的。電主軸具有結構緊湊、重量輕、慣性小、噪音低、響應快等優點，而且功率大，簡化機床設計，易於實現主軸定位，是高速主軸單元中一種理想結構。

高速加工中心電主軸

按道理來說有這么多優點的主軸應該很受歡迎才對，但是現實卻並非如此，電主軸轉速確實不是其他主軸能媲美的，但是用業內人士的話來說電主軸「無力」，也就是說電主軸幾乎不能用於切削，不能切削的主軸意味這什麼?一台高速加工中心如果不能進行切削，那麼其工作范圍非常之小，只能進行對表面光滑度有要求的工件進行銑。即使電主軸擁有再高的轉速，如果無法解決「無力」這個問題，那麼它始終不會有很大的作為，所以現在市面上高速加工中心還是使用直結式主軸居多，雖然直結式主軸沒有電主軸那種超高轉速，但是直結式主軸切削力度比電主軸大太多了，更適合大部分客戶的需求。

❺ 如何進行電主軸的振動分析

拿格雷弗N600來說，首先看頻譜圖，分析振動主要原因是否為動平衡。如果是，就是動平衡儀的三個步驟:1.初始測試，測試初始振動狀態。2.試重測試，加試重提供影響，儀器會根據變化自行運算，得出最後在哪裡添加多少配重。3.配重校正，根據第二步結果，添加配重，並進行測試。如果殘余振動值達到標准，則結束。如果不合適，進行第二次計算，然後第二次配重，再重復第三步。