电磁平衡头齿盘齿形参数对自锁力矩的影响研究*

梁警威，刘保国*，申会鹏

(1.河南工业大学 机电工程学院，河南 郑州 450001;2.河南工业大学河南省超硬磨料磨削装备重点实验室，河南 郑州 450001)

0 引 言

随着高档磨床向高速化、精密化及智能化方向的发展，磨削精度和磨削效率都有了大幅度的提高，为了适应磨削精度和磨削效率，磨床对主轴转速、动态性能提出了更高的要求。而电主轴具有转速高、结构紧凑及动态性能好的优点[1]，高档磨床的主轴一般选用电主轴。在磨床使用过程中，砂轮的磨损不均匀和切削液的分布不均匀都会导致砂轮的质量分布不均匀。尤其在高速磨削时，砂轮上微小的不平衡量都会引起极大的离心力和系统振动，进而导致磨削精度下降、加工质量不稳定等现象产生。为解决此类问题，需对砂轮-电主轴系统进行动平衡[2-4]。传统的现场动平衡和机上动平衡技术由于平衡需要停机，严重影响了加工效率，已不能满足现代化生产需求[5]，而主动平衡方法具有不停机、平衡精度高、平衡时间短等优点，已经成为了最具发展潜力的平衡技术[6,7]。

国外以德国Hofmann公司[8]和美国Schmitt Industries公司[9]为代表的电磁平衡系统产品已在高端机床上应用，但因价格过于高昂，尚未大量推广。国内从20世纪90年代末开始，浙江大学、国防科技大学、北京化工大学、中北大学、北京工业大学和西安交通大学等单位的多位学者相继开展过这方面的研究，并试制出了多种自动平衡装置，包括机械式[10]、喷液式[11-12]和电磁式[13-15]等。其中电磁式主动平衡系统由于具有执行系统和控制系统不接触、轴向长度短、响应快等优点，受到了广泛关注。……