主轴系统在线动平衡质量补偿策略优化

王 展， 张 博， 张 珂

（1.沈阳建筑大学机械工程学院 沈阳，110168）（2.高档石材数控加工设备与技术国家区域联合工程实验室 沈阳，110168）

引 言

质量不平衡是主轴常见故障之一，对于类似机床主轴系统的高精密旋转机械，微弱的质量不平衡会严重影响运转精度和质量［1］。在线动平衡技术是解决旋转机械不平衡振动问题的有效方案，可以通过移动动平衡装置质量块来补偿不平衡质量的方式，达到在线动平衡的目的［2］。

实施动平衡的核心在于能高效、高精度地完成质量补偿，如何能够更准确地计算动平衡补偿量、且更快速地完成质量补偿是提高动平衡精度和效率的关键点。因此，针对在线动平衡调控方法以及质量补偿策略方面的研究成为近年来国内外研究的热点。张珂等［3］测试了一种电磁滑环式在线动平衡装置的平衡特性，基于影响系数法进行了在线动平衡实验研究，为高速主轴双面动平衡和模态分析研究打下了基础。Diaz 等［4］利用模态分析对平衡配重及其角度位置进行先验评估，从而使模态平衡过程更加简单安全。Tsai［5］同时利用影响系数法和遗传算法，得到每个平衡面的平衡配重和相位，从而可以使平衡配重同时放在多个平衡平面上，并减少轴承振动。Xu 等［6］采用同步电流降低的方法，提出了可变相位陷波反馈，可在线识别转子不平衡，通过离散的附加重量补偿转子不平衡和抑制谐波振动。运侠伦等［7］建立了动力学模型，采用有限元法对模型进行修正，抑制了主轴-转子系统不平衡引起的振动，提高了平衡效率。……