一种混合支承自平衡机床电主轴结构及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种混合支承自平衡机床电主轴结构及其控制方法，该结构包括主轴壳体，设置在主轴壳体内后端的第一支承件，设置在主轴壳体内的主轴本体，设置在主轴壳体前端且与主轴本体相配合的第二支承件，设置在主轴壳体内且位于第二支承件后端用于自动调节的辅助支承机构，以及设置在主轴壳体上用于控制辅助支承机构的控制系统；本发明专利技术运行稳定可靠，既可以实现主轴的自动平衡控制，也避免了电磁耦合对该结构造成控制困难的现象，很好的解决了由于现有技术多个电磁轴承相互干涉造成的电磁耦合，使得高速主轴结构控制起来十分复杂的现象，同时解决了电磁轴承启动、停机或者出现故障时，主轴出现不确定性的自由落体现象，造成主轴撞击损坏问题。

A Hybrid Supported Self-balancing Machine Tool Spindle Structure and Its Control Method

【技术实现步骤摘要】
一种混合支承自平衡机床电主轴结构及其控制方法
本专利技术涉及高速精密机床部件
，具体涉及一种混合支承自平衡机床电主轴结构及其控制方法。
技术介绍
高速精密数控机床是装备制造业的技术基础和发展方向之一，高速主轴的性能是决定高速精密数控机床的工作性能的关键部件之一。而实现主轴高速化和精密化的关键技术是支承技术，良好刚性和阻尼的支承可以提高主轴乃至机床整机的动态性能；目前，高速精密主轴支承技术主要采用陶瓷轴承、动静压轴承或磁悬浮轴承。磁悬浮轴承的高速性能好，精度高，容易实现诊断和在线监控，曾被认为是高速机床主轴轴承的唯一选择；然而目前研究比较常见的五自由度主轴磁悬浮支承技术，存在着较为严重的耦合现象，这是由磁悬浮轴承本身的工作原理所决定的。磁悬浮转子在实际工作时，存在着磁耦合、力耦合、力矩耦合、轴向轴承与径向轴承的力耦合、位移传感器间的信号耦合、转矩耦合。其中力耦合、力矩的耦合、转矩耦合又是相互关联的；传感器信号的耦合与力耦合、力矩的耦合、转矩耦合又有影响；因此，如何解耦合便成了研究人员的主要方向之一，同时转子的高速旋转使转轴产生陀螺效应，原来可分别控制的各通道产生了耦合，导致系统成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合支承自平衡机床电主轴结构，其特征在于：包括主轴壳体，设置在所述主轴壳体内后端的第一支承件，设置在所述主轴壳体内的主轴本体，设置在所述主轴壳体前端且与所述主轴本体相配合的第二支承件，设置在所述主轴壳体内且位于所述第二支承件后端用于自动调节的辅助支承机构，以及设置在所述主轴壳体上用于控制所述辅助支承机构的控制系统；所述主轴本体为多级阶梯轴，至少包括一个与所述辅助支承机构相配合的带锥面轴颈，一个与第一支承件相配合的后端轴颈，一个与所述第二支承件相配合的前端轴颈。

【技术特征摘要】
1.一种混合支承自平衡机床电主轴结构，其特征在于：包括主轴壳体，设置在所述主轴壳体内后端的第一支承件，设置在所述主轴壳体内的主轴本体，设置在所述主轴壳体前端且与所述主轴本体相配合的第二支承件，设置在所述主轴壳体内且位于所述第二支承件后端用于自动调节的辅助支承机构，以及设置在所述主轴壳体上用于控制所述辅助支承机构的控制系统；所述主轴本体为多级阶梯轴，至少包括一个与所述辅助支承机构相配合的带锥面轴颈，一个与第一支承件相配合的后端轴颈，一个与所述第二支承件相配合的前端轴颈。2.如权利要求1所述的混合支承自平衡机床电主轴结构，其特征在于：所述辅助支承机构包括设置在前端轴颈上且与所述主轴壳体相配合的固定套，设置在所述固定套上的多个弹性件，与所述带锥面轴颈相配合且一侧面和多个所述弹性件相连接的辅助轴承，所述辅助轴承内环面设置与所述带锥面轴颈相配合的固定锥面套，所述辅助轴承另一侧面上设置与所述主轴壳体内壁相配合的多个浮动支承件。3.如权利要求2所述的混合支承自平衡机床电主轴结构，其特征在于：多个所述浮动支承件沿所述辅助轴承的圆周方向设置；所述浮动支承件为弹性波纹管或中间设置气囊的弹性橡胶块。4.如权利要求3所述的混合支承自平衡机床电主轴结构，其特征在于：所述主轴壳体为两级阶梯孔，且第一阶梯孔的内径小于第二阶梯孔的内径，所述第一支承件设置在所述第一阶梯孔内。5.如权利要求4所述的混合支承自平衡机床电主轴结构，其特征在于：所述弹性件为弹簧或弹性橡胶柱。6.如权利要求5所述的混合支承自平衡机床电主轴结构，其特征在于：所述第一支承件为单列角接触球轴承或双列角接触球轴承。7.如权利要求6所述的混合支承自平衡机床电主轴结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈重年，郭韶华，刘旭焱，李果，仲志国，
申请(专利权)人：南阳师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41