5自由度磁悬浮轴承—转子系统非线性动力学研究

为了探讨磁悬浮轴承—转子系统的稳定性,从非线性多自由度的角度对5自由度主动磁悬浮轴承—转子系统的非线性动力学特性进行研究。在考虑电磁力、重力和不平衡力周期性影响的情况下,建立5自由度磁浮轴承—转子系统的动力学模型,通过泰勒公式对其进行非线性展开,运用多尺度法的基本原理对5自由度非线性微分方程进行复数处理。通过Matlab软件编程,借助庞加莱映射图和相图对系统的运动形态进行分析,得到在复数领域中的倍周期运动、拟周期运动和混沌运动的相图及庞加莱映射截面图。在试验过程中也发现,随着转速的增加,磁悬浮轴承—转子系统的轴心轨迹由有规律的稳定运动状态进入无规律的失稳运动状态。数值模拟和试验结果都表明:磁悬浮轴承—转子系统中存在丰富的非线性动力学现象,在不同参数条件下,系统存在稳定的倍周期运动、临界的拟周期运动和失稳的混沌运动现象。

主动磁悬浮轴承-转子系统的非线性动力学研究

研究了8磁极主动磁悬浮轴承-转子系统的非线性动力学特性,建立了系统的非线性动力学模型,并通过Taylor公式对其进行非线性展开,用数值方法对得到的系统空间状态方程进行分析,通过M atlab软件编程,借助Poincare影射和Lyapunov指数对系统的运动形态进行分析,结果发现在一定参数条件下,系统会产生分叉和混沌现象,并结合试验分析了系统在不同参数条件下的运动状态。

速度检测型传感器轴承的设计

阐述了霍尔传感器的结构以及速度、转向测量的原理,进行了基于霍尔传感器的智能轴承的结构设计,此轴承可以实现对转速、转数、转向和加速度等信号的测量,对整个装置的测量精度进行了分析,并将其与增量式编码器进行了对比。

永磁轴承的刚度研究

永磁轴承具有结构简单、无磨损等优点,可以与机械轴承或电磁轴承结合构成各种磁轴承系统。利用永磁体等效电流模型,以涡轮分子泵永磁轴承为对象建立刚度矩阵,由尺寸参数对各刚度的影响分析可知:磁环横截面为正方形时,径向刚度和耦合刚度最大;倾斜刚度的正负在正方形横截面处发生变化。

森吉米尔式轧机轴承套圈变形对载荷分布的影响

针对森吉米尔式轧机轴承提出了一种考虑轴承套圈变形的载荷计算方法,结合轴承的刚性假设和套圈弯曲变形的理论,通过Matlab计算分析了森吉米尔式轧机轴承的径向游隙、滚子个数和套圈壁厚对载荷分布以及轴承寿命的影响,为其优化设计确定参数提供了有力的依据。

永磁悬浮系统的参数设计

由于永磁悬浮无需外部能量输入,目前受到许多学者的关注。要实现永磁稳定悬浮可以通过对永磁体的位置进行主动控制,这其中就包含一类包含振动器的控制方式。通过对系统建模发现这类系统是典型的Mathieu方程。由于方程的稳定性受参数值决定,因此本文在建立力和刚度表达式基础上,分析了尺寸参数对力和刚度特性的影响,对磁体尺寸参数进行了合理设计;并利用仿真研究,对振动器的振幅和频率值进行了选择。