基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆制造技术

基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆，属于机械加工领域，解决了现有基于阻尼器的主动式减振镗杆存在的容易失效或结构复杂，制造难度大的问题。本发明专利技术所述的基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆包括杆体、电磁阻尼器、三轴加速度传感器和控制系统。在杆体的前端设置有刀头，刀头用于装夹刀片。电磁阻尼器设置在杆体的内部。当所述减振镗杆用于镗削加工时，三轴加速度传感器用于测量杆体的加速度数据，并将其发送至控制系统。控制系统用于调节电磁阻尼器的阻尼系数，直至其接收到的加速度数据达到最小。本发明专利技术所述的基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆适用于精镗加工。

【技术实现步骤摘要】
基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆
本专利技术涉及一种主动式减振镗杆，属于机械加工领域。
技术介绍
现有基于阻尼器的主动式减振镗杆的工作原理为：在镗杆工作时，振动传感器实时检测镗杆的振动信号，并将该振动信号发送至控制器，控制器在接收到振动信号后，对阻尼器的阻尼系数进行调节，进而将镗杆的振幅控制在正常范围内。现有基于阻尼器的主动式减振镗杆所采用的阻尼器主要分为挤压油膜阻尼器、电流变液阻尼器和磁流变液阻尼器，这些主动式减振镗杆主要存在以下问题：对于基于挤压油膜阻尼器的主动式减振镗杆：当挤压油膜阻尼器的转子的实际不平衡量超过其临界不平衡量时，转子将会发生异步涡动和表现出双稳态特性，进而导致挤压油膜阻尼器失效，甚至是加剧镗杆的振动。对于基于电流变液阻尼器的主动式减振镗杆和基于磁流变液阻尼器的主动式减振镗杆：电流变液阻尼器的电流变体和磁流变液阻尼器的磁流变体机理较为复杂，导致镗杆的结构复杂，制造难度大。
技术实现思路
本专利技术为解决现有基于阻尼器的主动式减振镗杆存在的容易失效或结构复杂，制造难度大的问题，提出了一种基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆。本专利技术所述的基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆包括杆体1，在杆体1的前端设置有刀头2，刀头2用于装夹刀片3；其特征在于，所述减振镗杆还包括电磁阻尼器、三轴加速度传感器4和控制系统；电磁阻尼器设置在杆体1的内部；当所述减振镗杆用于镗削加工时，三轴加速度传感器4用于测量杆体1的加速度数据，并将其发送至控制系统；控制系统用于调节电磁阻尼器的阻尼系数，直至其接收到的加速度数据达到最小。作为优选的是，所述减振镗杆还包括刀头连接件5，刀头2通过刀头连接件5与杆体1固设。作为优选的是，自杆体1的前端向杆体1的内部、沿着杆体1的轴向设置有前端开口的空腔；电磁阻尼器包括壳体6、端盖7、质量块单元和电磁铁阵列；壳体6为前端开口的空心圆柱体，壳体6同轴固设在空腔内，二者的开口端同向；端盖7固设在壳体6的开口端上，在端盖7的后端面上固设有支撑杆8，支撑杆8与杆体1同轴，端盖7的前端通过刀头连接件5与刀头2固连；质量块单元包括多个橡胶块9和多个质量块10，质量块10为导体，多个橡胶块9沿着支撑杆8的周向均匀固设在支撑杆8上，多个质量块10分别设置在多个橡胶块9的远离支撑杆8的一端上；电磁铁阵列包括多个电磁铁，电磁铁的铁芯11为圆柱体，多个电磁铁的铁芯11的第一端均设置在端盖7的后端面上或者内设在壳体6的后端面上，多个电磁铁的铁芯11的第二端分别与多个质量块10在杆体1的轴向上相对，多个电磁铁的极性方向相同。作为优选的是，自杆体1的前端向杆体1的内部、沿着杆体1的轴向设置有前端开口的空腔；电磁阻尼器包括壳体6、端盖7、质量块单元、第一电磁铁阵列和第二电磁铁阵列；壳体6为前端开口的空心圆柱体，壳体6同轴固设在空腔内，二者的开口端同向；端盖7固设在壳体6的开口端上，在端盖7的后端面上固设有支撑杆8，支撑杆8与杆体1同轴，端盖7的前端通过刀头连接件5与刀头2固连；质量块单元包括多个橡胶块9和多个质量块10，质量块10为导体，多个橡胶块9沿着支撑杆8的周向均匀固设在支撑杆8上，多个质量块10分别设置在多个橡胶块9的远离支撑杆8的一端上；每个电磁铁阵列均包括多个电磁铁，电磁铁的铁芯11为圆柱体，第一电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第一端均设置在端盖7的后端面上，第一电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第二端分别与多个质量块9在杆体的轴向上相对；第二电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第一端均内设在壳体6的后端面上，第二电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第二端分别与多个质量块9在杆体1的轴向上相对；每个电磁铁阵列的多个电磁铁的极性方向相同，第一电磁铁阵列的电磁铁与第二电磁铁阵列的电磁铁的极性方向相同。作为优选的是，自杆体1的前端向杆体1的内部、沿着杆体1的轴向设置有前端开口的空腔；电磁阻尼器包括壳体6、端盖7、n个质量块单元和n+1个电磁铁阵列，n≥2；壳体6为前端开口的空心圆柱体，壳体6同轴固设在空腔内，二者的开口端同向；端盖7固设在壳体6的开口端上，在端盖7的后端面上固设有支撑杆8，支撑杆8与杆体1同轴，端盖7的前端通过刀头连接件5与刀头2固连；每个质量块单元均包括多个橡胶块9和多个质量块10，质量块10为导体，多个橡胶块9沿着支撑杆8的周向均匀固设在支撑杆8上，多个质量块10分别设置在多个橡胶块9的远离支撑杆8的一端上；第一质量块单元～第n质量块单元从前至后地设置在支撑杆8上；每个电磁铁阵列均包括多个电磁铁，电磁铁的铁芯11为圆柱体；第一电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第一端均设置在端盖7的后端面上，第一电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第二端分别与第一质量块单元的多个质量块在杆体1的轴向上相对；第n+1电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第一端均内设在壳体6的后端面上，第n+1电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第二端分别与第n质量块单元的多个质量块在杆体1的轴向上相对；除第一电磁铁阵列和第n+1电磁铁阵列外的电磁铁阵列分别设置在第一质量块单元～第n质量块单元之间的n-1个间隙中，并且每个电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的两端分别在杆体1的轴向上相对设置有质量块10；每个电磁铁阵列的多个电磁铁的极性方向相同，n+1个电磁铁阵列的电磁铁的极性方向均相同。作为优选的是，位于相邻的两个质量块单元之间的多个电磁铁通过电磁铁支架12构成电磁铁阵列，电磁铁支架12为绝缘体。作为优选的是，控制系统包括数据采集单元13、主动控制单元14和电流控制单元15；数据采集单元13用于采集三轴加速度传感器4测得的加速度数据，并将其发送至主动控制单元14；主动控制单元14用于通过电流控制单元15来调节电磁铁的励磁电流的大小，以实现对电磁阻尼器的阻尼系数的调节，直至其接收到的加速度数据达到最小。作为优选的是，在端盖7的前端面上设置有凹槽，三轴加速度传感器4位于凹槽内，并且固设在刀头连接件5上。作为优选的是，所述减振镗杆还包括第一松耦合变压器16和第二松耦合变压器17，三轴加速度传感器4通过第一松耦合变压器16将加速度数据无线传输至数据采集单元13；电磁阻尼器的多个电磁铁的励磁线圈18串联，电流控制单元15经第二松耦合变压器17改变流经励磁线圈18的电流的大小。作为优选的是，所述减振镗杆还包括冷却单元，冷却单元包括冷却液输出单元、第一冷却液管道19和第二冷却液管道20，质量块单元的外部罩设有质量块外壳21，质量块外壳21为绝缘体；第一冷却液管道19的冷却液输入端口与冷却液输出单元的冷却液输出端口相连通，第一冷却液管道19的冷却液输出端口在依次贯穿空腔和壳体6的后端面后、与质量块外壳21相连通，进入质量块外壳21的冷却液在包裹质量块单元后经第二冷却液管道20流向刀尖3。本专利技术所述的基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆采用电磁阻尼器对镗杆进行减振，解决了现有基于挤压油膜阻尼器的主动式减振镗杆容易失效的问题。与电流变液阻尼器和磁流变液阻尼器相比，电磁阻尼器的结构较为简单。因此，本专利技术所述的基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆解决了现有基于电流变液阻尼器的主动式减振镗杆和基于磁流变液阻尼器的主动式减振镗杆存在的结构复杂，制造难度大的问题。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术所述的基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆，所述减振镗杆包括杆体(1)，在杆体(1)的前端设置有刀头(2)，刀头(2)用于装夹刀片(3)；其特征在于，所述减振镗杆还包括电磁阻尼器、三轴加速度传感器(4)和控制系统；电磁阻尼器设置在杆体(1)的内部；当所述减振镗杆用于镗削加工时，三轴加速度传感器(4)用于测量杆体(1)的加速度数据，并将其发送至控制系统；控制系统用于调节电磁阻尼器的阻尼系数，直至其接收到的加速度数据达到最小。

【技术特征摘要】
1.基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆，所述减振镗杆包括杆体(1)，在杆体(1)的前端设置有刀头(2)，刀头(2)用于装夹刀片(3)；其特征在于，所述减振镗杆还包括电磁阻尼器、三轴加速度传感器(4)和控制系统；电磁阻尼器设置在杆体(1)的内部；当所述减振镗杆用于镗削加工时，三轴加速度传感器(4)用于测量杆体(1)的加速度数据，并将其发送至控制系统；控制系统用于调节电磁阻尼器的阻尼系数，直至其接收到的加速度数据达到最小。2.如权利要求1所述的基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆，其特征在于，所述减振镗杆还包括刀头连接件(5)，刀头(2)通过刀头连接件(5)与杆体(1)固设。3.如权利要求2所述的基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆，其特征在于，自杆体(1)的前端向杆体(1)的内部、沿着杆体(1)的轴向设置有前端开口的空腔；电磁阻尼器包括壳体(6)、端盖(7)、质量块单元和电磁铁阵列；壳体(6)为前端开口的空心圆柱体，壳体(6)同轴固设在空腔内，二者的开口端同向；端盖(7)固设在壳体(6)的开口端上，在端盖(7)的后端面上固设有支撑杆(8)，支撑杆(8)与杆体(1)同轴，端盖(7)的前端通过刀头连接件(5)与刀头(2)固连；质量块单元包括多个橡胶块(9)和多个质量块(10)，质量块(10)为导体，多个橡胶块(9)沿着支撑杆(8)的周向均匀固设在支撑杆(8)上，多个质量块(10)分别设置在多个橡胶块(9)的远离支撑杆(8)的一端上；电磁铁阵列包括多个电磁铁，电磁铁的铁芯(11)为圆柱体，多个电磁铁的铁芯(11)的第一端均设置在端盖(7)的后端面上或者内设在壳体(6)的后端面上，多个电磁铁的铁芯(11)的第二端分别与多个质量块(10)在杆体(1)的轴向上相对，多个电磁铁的极性方向相同。4.如权利要求2所述的基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆，其特征在于，自杆体(1)的前端向杆体(1)的内部、沿着杆体(1)的轴向设置有前端开口的空腔；电磁阻尼器包括壳体(6)、端盖(7)、质量块单元、第一电磁铁阵列和第二电磁铁阵列；壳体(6)为前端开口的空心圆柱体，壳体(6)同轴固设在空腔内，二者的开口端同向；端盖(7)固设在壳体(6)的开口端上，在端盖(7)的后端面上固设有支撑杆(8)，支撑杆(8)与杆体(1)同轴，端盖(7)的前端通过刀头连接件(5)与刀头(2)固连；质量块单元包括多个橡胶块(9)和多个质量块(10)，质量块(10)为导体，多个橡胶块(9)沿着支撑杆(8)的周向均匀固设在支撑杆(8)上，多个质量块(10)分别设置在多个橡胶块(9)的远离支撑杆(8)的一端上；每个电磁铁阵列均包括多个电磁铁，电磁铁的铁芯(11)为圆柱体，第一电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第一端均设置在端盖(7)的后端面上，第一电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第二端分别与多个质量块(9)在杆体的轴向上相对；第二电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第一端均内设在壳体(6)的后端面上，第二电磁铁阵列的多个电磁铁的铁芯的第二端分别与多个质量块(9)在杆体(1)的轴向上相对；每个电磁铁阵列的多个电磁铁的极性方向相同，第一电磁铁阵列的电磁铁与第二电磁铁阵列的电磁铁的极性方向相同。5.如权利要求2所述的基于电磁阻尼器的主动式减振镗杆，其特征在于，自杆体(1)的前端向杆体(1)的内部、沿着杆体(1)的轴向设置有前端开口的空腔；电磁阻尼器包括壳体(6)、端盖(7)、n个质量块单元和n+1个电磁铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘献礼，杨浩，刘强，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23