刘俊峰
- 作品数：18 被引量：119H指数：7
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- 相关领域：机械工程电气工程金属学及工艺自动化与计算机技术更多>>
- 高速电主轴多场耦合动力学特性研究被引量：5
- 2013年
- 建立了一种新型的高速电主轴多场耦合动力学模型,讨论了轴承模型、热态模型、芯轴动力学模型和电机电磁模型之间的耦合关系,提出热膨胀、轴承内圈离心膨胀、轴承内外圈接触膨胀、电磁不平衡拉力载荷和离心力载荷5种耦合因素,并且设计出多场耦合动力学模型的计算流程,分析耦合因素对高速电主轴系统运行状态的影响。以2ZDG60型高速电主轴为研究对象,计算结果表明,考虑耦合因素与不考虑耦合因素相比较,轴承动态支承刚度、轴承损耗功率以及芯轴动力学行为差别较大,实验结果表明:考虑耦合因素时的高速电主轴温升分布和芯轴固有特性与实验结果的吻合度较高。
- 陈小安张朋刘俊峰合烨
- 关键词：高速电主轴轴承动力学
- U/f控制下高速电主轴的低频电压补偿与负载特性分析被引量：8
- 2011年
- 主轴磁通作为高速电主轴机电能量转换的唯一媒介,在高速电主轴的运行过程中,磁通的大小和稳定性将决定主轴的转矩输出能力和转速差的大小,是高速电主轴设计与控制的重要参数。因此为了保证高速电主轴运行时主轴的磁通恒定不变,从高速电主轴的稳态性能出发,根据高速电主轴电路等效的基本思想和变频调速原理,论述主轴在U/f控制下低频运行时磁通减弱的原因,并推导出确保磁通恒定的电压补偿公式。在此基础上,通过转差频率将电磁转矩与主轴的转速差联系起来,导出转速差与电磁转矩、定子电流之间的关系式,作为主轴频率变化时磁通是否恒定的依据。结果表明,在U/f控制下,按电压补偿公式进行电压补偿后,主轴的转矩输出能力不受频率变化的影响;通过空载电流对磁通的稳定性判断与理论分析相符;主轴转速对径向圆跳动量的影响直接反映了主轴运行过程中磁通的脉动程度、转矩的控制精度以及主轴的动平衡特性。
- 康辉民陈小安陈文曲周明红单文桃刘俊峰
- 关键词：高速电主轴磁通变频调速转矩控制
- 高速电主轴热态性能及其影响被引量：40
- 2013年
- 高速电主轴作为高速机床的核心部件,其热稳定性影响着机床的加工精度。为有效预测并控制电主轴运转过程中的热态性能及其对主轴动态特性的影响,建立一种考虑系统热响应和预紧方式影响的角接触球轴承热-机耦合动力学模型,分析运行状态下主轴轴承的摩擦损耗及动态支承刚度,并应用电磁学理论讨论实际输入功率下内置电动机的电磁损耗;确定系统产热和热边界条件后,制定电主轴整体热-机动力学行为计算流程,对120MD60Y6型号电主轴展开温升试验,获取主轴关键部位温度变化规律。同时,理论计算和试验结果表明所建模型及分析流程具有足够的精度;轴承热位移对不同轴承配置的支承刚度和不同工况下系统的固有频率有着不同的影响;进行合理的轴承配置、选择合适润滑油量以及增加冷却水流量均可有效改善电主轴热态性能。
- 陈小安刘俊峰合烨张朋单文桃
- 关键词：高速电主轴球轴承热效应固有频率
- 高速电主轴轴向振动研究被引量：14
- 2014年
- 针对高速电主轴轴向振动直接影响立式加工件品质高低问题,用有限元法建立高速电主轴转子-轴承动力学模型,分析系统固有特性。轴向一阶固有振型为转子刚体振动振形,固有频率远低于一阶径向振动,理论计算固有频率结果与实验结果误差较小;据线性二次型最优控制理论对高速电主轴轴向振动的主动抑制进行理论分析,设计输出反馈控制系统,建立闭环动力学模型。实例计算结果表明,闭环系统能有效抑制高速电主轴轴向振动。
- 陈小安张朋合烨刘俊峰
- 关键词：高速电主轴动力学
- 高速电主轴功率流模型与热态特性研究被引量：5
- 2013年
- 根据能量守恒定律建立了高速电主轴功率流模型,研究了电动机电磁损耗、轴承摩擦损耗和风阻损耗之间的关系,并且通过实验测量2ZDG60型高速电主轴运行过程中的电磁损耗参数,对此模型进行验证,其理论计算结果与实验结果吻合度较高。在此基础上,对2ZDG60型高速电主轴进行了热态有限元仿真,分析其不同转速下的温升分布,其中在集中产热区域轴承和电动机处温升较高,测量前轴承外圈以及壳体前部、中部、后部的温升情况,实验数据与仿真数据相比误差较小,进一步验证了高速电主轴功率流模型的准确性。
- 陈小安张朋合烨刘俊峰
- 关键词：高速电主轴功率流热态特性
- 单列向心球轴承引发的非线性振动分析
- 2013年
- 根据滚珠轴承结构特点,研究单列向心球轴承转子系统运行过程中由轴承支承刚度变化引起的参数振动,并分析由轴承制造误差和安装误差造成的一系列强迫振动,总结系统中轴承引起的各类非线性振动的振动频率成分,最后在120MD60Y6型号电主轴上进行振动测试,对振动信号进行滤波提纯和频谱分析,结果表明:在低速条件下,单列向心球轴承引发的各种振动频率成分所占比重较大,其幅值随着转速的增加发生细微变化,但其幅值比重急剧下降。
- 陈小安刘俊峰张朋单文桃吴国洋
- 关键词：频谱分析
- 基于耦合模型的高速电主轴动态分析与优化被引量：5
- 2014年
- 为提高高速电主轴工况下的动态性能,建立一个电主轴热-电-机耦合动力学模型。该模型包含球轴承热机耦合模型、热模型和考虑电磁不平衡力(Unbalanced electromagnetic force,UEF)影响的转轴动力学模型等子模型,各子模型之间基于轴承配置相互影响。确定系统主要设计参数(Design parameters,DVs),设计电主轴多场耦合动力学计算流程,在型号170MDl5Y20电主轴上进行相关试验对耦合模型和计算模型进行验证,并分析DVs对系统固有频率的灵敏度。理论和试验结果表明所建模型和能准确预测高速电主轴多场耦合动力学行为并揭示其耦合关系,此外获取了不同轴承配置下DVs对系统前两阶固有频率的灵敏度。
- 刘俊峰陈小安
- 关键词：高速电主轴动态优化轴承配置固有频率
- 基于免疫遗传算法的模糊径向基函数神经网络在高速电主轴中的应用被引量：12
- 2013年
- 为满足高速高性能电主轴系统快、稳、准的控制要求,结合免疫遗传算法寻优速度快及模糊神经网络控制不依赖主轴系统模型的优点,设计了一种将模糊逻辑控制、径向基函数(Radical basis function,RBF)神经网络和免疫遗传算法进行有机结合的高速电主轴系统全局优化的控制策略,并将该智能控制策略成功应用于高速电主轴系统双闭环矢量控制系统的转速控制器中。通过免疫遗传算法对该智能控制器三类参数的同步优化取得了最佳控制效果,从而实现了对主轴输出转速的精确控制。试验和仿真结果验证了所设计的控制器能够精确控制主轴的输出转速,而且当高速电主轴受到突加负载冲击时,具有很好的抗干扰性能及较强的鲁棒性,使主轴系统具有优良的动、静态性能,实现了高品质驱动。
- 单文桃陈小安合烨周明红刘俊峰
- 关键词：免疫遗传算法电主轴模糊神经网络全局优化
- 一种TBM盘形滚刀破岩效率分析的实验系统及方法
- 本发明涉及一种TBM盘形滚刀破岩效率分析的实验系统及方法，该试验系统包括：数据采集箱用于记录传感器采集的数据；定子部分包括上部杆件和压力机；转子部分包括中部杆件、M型刀盘和缩尺滚刀，中部杆件通过连接件连接在上部杆件的底部...
- 杨海清李政邢曙光刘俊峰揭天琪徐磊罗船王棋李卓程俊飞徐富杰周小平
- 高速电主轴多场耦合动力学研究
- 高速加工技术是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术,能极大地提高生产率、降低生产成本和提高产品加工质量。电主轴作为高速数控加工机床的核心部件,实现了机床系统的“零传动”而直接参与加工,其工况下的动态输出性能直接影响加工...
- 刘俊峰
- 关键词：高速电主轴多场耦合动力学特征动态设计
