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磁悬浮径向轴承内部电磁力自动控制系统

制造业自动化 2021年第11期43卷 166-168,177页

作者：马子奕杜朋洁祝百年唐山工业职业技术学院自动化工程系唐山063000 中车唐山机车车辆有限公司工程研究中心唐山063000

磁悬浮结构内的轴承驱动存在瞬态的脉冲分量,干扰电磁力的磁通密度,导致最终可控制的电磁力数值较小,针对该问题,设计磁悬浮径向轴承内部电磁力自动控制系统。硬件部分根据磁通道的径向端,设计数值控制器结构,按照大功率驱动电路结构,... 详细信息

磁悬浮结构内的轴承驱动存在瞬态的脉冲分量,干扰电磁力的磁通密度,导致最终可控制的电磁力数值较小,针对该问题,设计磁悬浮径向轴承内部电磁力自动控制系统。硬件部分根据磁通道的径向端,设计数值控制器结构,按照大功率驱动电路结构,电路输出端布设电流传感器,组建磁悬浮径向轴承驱动电路结构。软件部分按照电流比例数值,修正电磁力响应灵敏度,引用磁场矢量数值化处理轴承的径向分量,运用PID控制将该径向分量处理为二类函数,实现对电磁力的自动控制。搭建控制系统的测试平台,并设置径向轴承的物理系数,准备基于模型修正的自动控制系统、基于电磁力反馈的自动控制系统以及设计的自动控制系统参与测试,测试结果表明:设计的自动控制系统可控制的电磁力数值最大,控制效果最佳。

关键词：磁悬浮径向轴承电磁力自动控制脉冲分量磁通密度

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晶圆减薄设备空气静压径向轴承静态性能研究

电子工业专用设备 2023年第5期52卷 86-95页

作者：赵玉民赵祥陈钊朱林中国电子科技集团公司第四十五研究所北京100176 北京工业大学材料与制造学部北京100124

空气静压主轴是晶圆减薄设备的关键部件,其磨削晶圆的精度取决于空气静压止推轴承和径向轴承的静态性能。针对空气静压径向轴承在静态性能方面存在承载力小和刚度低等问题,研究了空气静压径向轴承结构参数对静态性能的影响。通过建立流... 详细信息

空气静压主轴是晶圆减薄设备的关键部件,其磨削晶圆的精度取决于空气静压止推轴承和径向轴承的静态性能。针对空气静压径向轴承在静态性能方面存在承载力小和刚度低等问题,研究了空气静压径向轴承结构参数对静态性能的影响。通过建立流体场数学模型和数值模型,对供气压力、平均气膜厚度、节流孔直径、节流孔个数以及节流孔轴向位置这几种因素对空气静压径向轴承静态性能的影响进行了研究,得出了相关因素与轴承承载力、刚度和耗气量的变化规律曲线,据此优选出空气静压径向轴承的最佳参数。通过对比,流体场数学模型计算结果与数值模型有限元分析结果误差为3%,验证了有限元仿真方法的准确性,为晶圆减薄设备空气静压径向轴承设计提供了理论依据。

关键词：晶圆减薄空气静压主轴径向轴承静态性能

热边界条件对径向轴承的热流体动力润滑分析的影响

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中国机械工程 2014年第11期25卷 1427-1432页

作者：张振山杨玉敏戴旭东谢友柏上海交通大学上海200240 河北工程大学邯郸056021

建立了径向轴承的三维热流体动力润滑模型,该模型涉及质量守恒广义Reynolds方程、三维能量方程和固体热传导方程的联立求解。在此基础上,对几个重要热边界条件的处理方式进行了深入的研究。结果表明,热边界条件的处理对径向轴承热流体... 详细信息

建立了径向轴承的三维热流体动力润滑模型,该模型涉及质量守恒广义Reynolds方程、三维能量方程和固体热传导方程的联立求解。在此基础上,对几个重要热边界条件的处理方式进行了深入的研究。结果表明,热边界条件的处理对径向轴承热流体动力润滑分析的结果有较大的影响,为了获得可靠的计算结果,应根据实际的操作工况合理地确定热边界条件。

关键词：径向轴承热边界条件热流体动力润滑 JFO边界

基于四自由度整体控制模型的径向磁悬浮轴承预测控制

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轴承 2023年第7期 9-13页

作者：许强卫朝阳华北水利水电大学电气工程学院郑州450045

四自由度径向磁悬浮轴承系统控制复杂,且通常采取从单自由度出发设计控制器。提出了一种基于径向四自由度整体控制模型预测控制方法,由磁悬浮轴承的动力学方程得到四自由度径向轴承线性化模型,利用Simulink进行仿真并与PID控制效果进行... 详细信息

四自由度径向磁悬浮轴承系统控制复杂,且通常采取从单自由度出发设计控制器。提出了一种基于径向四自由度整体控制模型预测控制方法,由磁悬浮轴承的动力学方程得到四自由度径向轴承线性化模型,利用Simulink进行仿真并与PID控制效果进行比较。结果表明,模型预测控制的控制器设计简单,无需解耦,无论转子高速或者低速运行,均可控制系统平稳进入稳定状态,没有振荡和超调问题,比PID解耦下的控制效果更加接近实际系统。

关键词：滑动轴承磁力轴承径向轴承振动解耦自动控制位移

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径向轴承启动过程瞬态热效应的研究

摩擦学学报 2003年第2期23卷 136-140页

作者：富彦丽朱均马希直西安交通大学润滑理论及轴承研究所陕西西安710049

联立求解广义雷诺方程、油膜瞬态三维能量方程、轴瓦瞬态三维固体热传导方程及轴颈的运动方程,并考虑粘度和密度随温度及压力的变化,在油膜与轴瓦界面使用热流连续性边界条件,确定了在承受稳态载荷时圆轴承在启动过程中的温度变化情况.... 详细信息

联立求解广义雷诺方程、油膜瞬态三维能量方程、轴瓦瞬态三维固体热传导方程及轴颈的运动方程,并考虑粘度和密度随温度及压力的变化,在油膜与轴瓦界面使用热流连续性边界条件,确定了在承受稳态载荷时圆轴承在启动过程中的温度变化情况.介绍了一种有效的用于求解轴承瞬态性能的改进Newton-Raphson算法.结果表明:整个系统达到热平衡的时间与启动加速度的大小无关;启动加速度越高,温度升高越快;在启动过程中,油膜最高温度出现的位置沿膜厚方向而变化.同有关试验结果的对比证实所建模型和所用算法正确可行.

关键词：径向轴承瞬态热效应广义雷诺方程三维能量方程启动过程

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径向轴承薄膜润滑特性分析

径向轴承薄膜润滑特性分析

作者：胡晓青山东理工大学

学位级别：硕士

在流体动力润滑的机械零件中最常见的是径向轴承,随着微型机械和超精密机械的发展,薄膜润滑状态下径向轴承的计算研究与性能分析将越来越受人们关注。本文通过建立薄膜条件下润滑剂粘度与界面吸附层厚度、温度及剪切率等因素的关系,采... 详细信息

在流体动力润滑的机械零件中最常见的是径向轴承,随着微型机械和超精密机械的发展,薄膜润滑状态下径向轴承的计算研究与性能分析将越来越受人们关注。本文通过建立薄膜条件下润滑剂粘度与界面吸附层厚度、温度及剪切率等因素的关系,采用数值计算的方法,对径向轴承的薄膜润滑特性进行分析。本文推导了径向轴承薄膜润滑条件下流体的变粘度Reynolds方程,把流体的流变以粘度的变化来表示,通过等效粘度修正模型来修正径向轴承的变粘度Reynolds方程,以此进行了一维径向轴承的特性分析。本文在流体润滑理论和等效粘度模型研究的基础上,重点考虑温度和剪切率等对润滑剂粘度的影响,通过合理的简化,分别建立了径向轴承的粘温修正的等效粘度模型和剪切稀化的等效粘度模型,将温度对粘度的影响引入到薄膜润滑特性分析中。推导出用这两种模型修正的径向轴承的Reynolds方程和能量方程,并对这两种模型下轴承的压力场、温度场及承载性能等进行了分析计算。本文用所建立的粘度模型的计算结果与实验曲线进行了比较分析,证明了本文采用粘度修正模型对径向轴承特性的分析基本是正确的。本文的研究对薄膜润滑的理论研究和实际工程计算有一定的指导意义。

关键词：薄膜润滑径向轴承粘度吸附层剪切率剪切稀化

同方学位论文库评论

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凹槽缺陷对径向轴承润滑影响的模拟研究

润滑与密封 2015年第2期40卷 23-27页

作者：肖敏严志军林助军朱新河程东大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

径向轴承在运行过程中由于磨损、疲劳裂纹、烧蚀、开有油槽等,可能会出现沟槽缺陷而影响轴承的润滑状态。基于Reynolds方程对表面有沟槽的径向轴承进行理论建模并进行数值模拟,得到表面有凹槽缺陷的径向轴承在润滑过程中油膜厚度、压力... 详细信息

径向轴承在运行过程中由于磨损、疲劳裂纹、烧蚀、开有油槽等,可能会出现沟槽缺陷而影响轴承的润滑状态。基于Reynolds方程对表面有沟槽的径向轴承进行理论建模并进行数值模拟,得到表面有凹槽缺陷的径向轴承在润滑过程中油膜厚度、压力的分布,研究不同形状、周向宽度、深度和周向间距的凹槽对轴承润滑状态的影响。研究结果表明,矩形凹槽对轴承润滑的影响最大;凹槽参数对轴承润滑的影响在润滑油入口区和出口区各不相同,在润滑油入口区,随着凹槽周向宽度、周向间距的增加,承载力减小、摩擦因数增大;在润滑油出口区,随着凹槽周向宽度、周向间距的增加,承载力增大、摩擦因数减小;在润滑油出口区,凹槽深度对轴承润滑影响不大,而在润滑油入口区,凹槽深度增加将导致承载力减小、摩擦因数增大。

关键词：凹槽缺陷径向轴承润滑状态

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波箔动压空气径向轴承实验台设计

润滑与密封 2012年第3期37卷 117-119页

作者：刘江北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

现有的波箔动压空气径向轴承实验台存在最大工作转速达不到轴承实际工作转速,无法在不影响轴承正常工作的情况下对轴承施加径向载荷,无法测量轴承的阻力距等缺点。为了全面满足波箔动压空气径向轴承的实验需要,设计一种最高转速为60 000... 详细信息

现有的波箔动压空气径向轴承实验台存在最大工作转速达不到轴承实际工作转速,无法在不影响轴承正常工作的情况下对轴承施加径向载荷,无法测量轴承的阻力距等缺点。为了全面满足波箔动压空气径向轴承的实验需要,设计一种最高转速为60 000 r/min的波箔动压空气径向轴承实验台,可以在不影响轴承正常工作的情况下对轴承施加径向载荷,可以同时测量转轴转速、轴承阻力距、转轴水平和竖直方向的位移、轴承工作温度、冷却空气的压力。

关键词：波箔动压空气轴承实验台径向轴承

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汽轮机径向轴承综述

东方电气评论 2021年第2期35卷 45-49页

作者：马骏杨灵祁乃斌高展羽何江南曹寒陈丹东方电气集团东方汽轮机有限公司产品研发中心四川德阳618000 东方电气集团东方汽轮机有限公司四川德阳618000

本文介绍了汽轮机径向轴承的类型、结构及工作原理,并对其设计原则进行了简要说明。

关键词：径向轴承结构原则