[发明专利]一种基于驱动电流的双轴精密离心机回转台动平衡方法有效

专利信息
申请号: 201910078861.4 申请日: 2019-01-25
公开(公告)号: CN109847952B 公开(公告)日: 2020-11-03
发明(设计)人: 霍鑫;单丙杰;王玘玥;张媛媛;陈松林;赵辉;马杰;陈维山;姚郁 申请(专利权)人: 哈尔滨工业大学
主分类号: B04B9/14 分类号: B04B9/14
代理公司: 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 代理人: 杨立超
地址: 150001 黑龙*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要: 一种基于驱动电流的双轴精密离心机回转台动平衡方法,属于机械转子动平衡技术领域。为了解决现有的精密离心机回转台动平衡方法存在的动不平衡辨识精度较低,操作和计算过程复杂且耗时大等问题。设置双轴精密离心机主轴以小转速ω0运行,回转台以转速‑ω0运行,采集回转台驱动电流的基准数据;设置双轴精密离心机主轴以工作转速ω运行,回转台以转速‑ω运行,采集回转台驱动电流数据,提取电流的一倍频成分;设置双轴精密离心机以转速ω运行,根据所得的电流一倍频通过添加试重的方式对回转台的动不平衡量进行精确辨识并配平。此方法不依赖于任何外置的精密传感器,对回转台轴系动不平衡的辨识精度更高,简单易行、无需多次实验,从工程应用角度来说更加实用。
搜索关键词: 一种 基于 驱动 电流 精密 离心机 回转 动平衡 方法
【主权项】:
1.一种基于驱动电流的双轴精密离心机回转台动平衡方法,定义双轴精密离心机的回转台轴心O为坐标原点,与回转台轴心共处于同一水面上的主轴中心指向回转台轴心的方向为x轴正方向,回转台轴心向上的方向为z轴正方向,根据右手定则确定y轴的方向;令静不平衡质点的初始位置在x轴正半轴,当主轴以转速ω旋转时,回转台以转速‑ω旋转;在只需考虑静不平衡作用的条件下,当回转台绕主轴转过θ角度时,静不平衡质点相对于回转台轴心的角加速度为ω2Lsinθ/r,其中,L为主轴中心与回转台轴心之间的距离,r是静不平衡量到回转台轴心的距离,则回转台电机提供的转矩T为T=T1+T2+mω2Lrsinθ  (1)其中,m为回转台静不平衡的等效质量,T2为回转台系统的重力产生的摩擦力矩,为一个常值;T1为回转台与回转台轴承之间的正压力产生的摩擦力矩,T1=k1FR,k1为等效摩擦系数,R为回转台轴承半径,得到回转台所受的正压力F为其中,M为回转台除去静不平衡质量的总质量,将以上各表达式带入式(1)中,并进行傅里叶级数展开,省略高阶小量,得到式(3)所示的回转台电机转矩T的表达式T=T2+Acos(ωt+90°)  (3)其中,A=mω2Lr,根据式(3)可以看出,回转台驱动电流一倍频幅值的大小可以反映出回转台动不平衡量的大小,且动不平衡相位φu与回转台驱动电流相位φi存在如下关系,φu=φi+90°,在对回转台配平时,需要在回转台机械角位置φi‑90°处进行质量补偿;其特征在于,所述方法的实现过程为:步骤一、设置双轴精密离心机主轴以小转速ω0运行,回转台以转速‑ω0运行,采集回转台驱动电流的基准数据,记为步骤二、设置双轴精密离心机主轴以工作转速ω运行,回转台以转速‑ω运行,采集回转台驱动电流数据,提取电流的一倍频成分,记为故由动不平衡引起的电流一倍频为A11是配平前电流一倍频的幅值和相位;步骤三、设置双轴精密离心机以步骤二中的转速运行,根据所得的电流一倍频通过添加试重的方式对回转台的动不平衡量进行精确辨识并配平。
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