【正文】 1I —— 定子繞組相電流 若忽略定子壓降 11ZI ，則 ?11111 NKfEU ?? （ ） 把該式整理成 ?1111 NKfU ? （ ） NKK ? （ ） 11KfU?? （ ） 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 M與 (11fU )178。 2) 電源頻率高于工頻范圍調(diào)節(jié) 。 3) 轉(zhuǎn)差頻率控制 。對(duì)頻率、電壓進(jìn)行諧調(diào)控制，使11fU 不 變，此時(shí)，磁通 ? 也不變，在 ? 不變的條件下，電 磁轉(zhuǎn)矩 M 與21 )( nn? 成正比。 變頻調(diào)速的控制方式 變頻調(diào)速的控制方式經(jīng)歷了 FV 控制、轉(zhuǎn) 差頻率控制、矢量控制的發(fā)展，前者屬于開環(huán)控制，后兩者屬于閉環(huán)控制，正在發(fā)展的是直接轉(zhuǎn)矩控制。 (1)FV 控制 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與定子電源頻率 f 和極對(duì) 數(shù)有關(guān)。所以在改變 f 的同時(shí)，需調(diào)節(jié)定子電壓。 FV 控制簡(jiǎn)單，通用性優(yōu)良，但因是開環(huán) 控制，調(diào)速精度低、范圍小，只能用在調(diào)速精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，如風(fēng)機(jī)、泵機(jī)控制、流水線上的工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)差頻率控制利用速度檢測(cè)器檢出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后以電機(jī)速度與轉(zhuǎn)差頻率的和給定逆變器的輸出頻率，其控制精度和過(guò)電流的抑制等特性較 FV 控制都有所提高，但由于維持磁通 ? 和 轉(zhuǎn)矩恒定的基本關(guān)系式是從穩(wěn)態(tài)機(jī)械特性上推導(dǎo)出來(lái)的，沒(méi)有考慮電機(jī)電磁慣性的影響，所以動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩仍沒(méi)得到控制，動(dòng)態(tài)響應(yīng)效果仍不理 想。矢量控制能夠?qū)D(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，獲得和直流電機(jī)一樣的優(yōu)良性能，它適用于要求快速響應(yīng)或?qū)ζ饎?dòng)、制動(dòng)有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。 電機(jī)的選擇 根據(jù)珩磨機(jī)主軸的功率及其轉(zhuǎn)速，選擇矢量控制的 Y系列 6 級(jí)三相異步電機(jī)，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為 960r/min，額定功率為 。且轉(zhuǎn)速控制精確，操作簡(jiǎn)單 。它支承著其他轉(zhuǎn)動(dòng)件回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)它又通過(guò)軸承和機(jī)架連接。所以在軸的設(shè)計(jì)中，不能只考慮軸本身，還必須和軸系零、部件的整個(gè)結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來(lái)。 （ 2） 心軸 只起支承旋轉(zhuǎn)機(jī)件作用而不傳遞動(dòng)力，既只承受彎矩作用。 （ 3） 傳動(dòng)軸 主要傳遞動(dòng)力，即主要承受扭矩作用。 按幾何軸線形狀分：直軸，曲軸，鋼絲 軟軸等。對(duì)于高速軸還應(yīng)考慮振動(dòng)穩(wěn)定性問(wèn)題。 軸設(shè)計(jì)的程序： （ 1） 根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局，擬定軸上零件的布置和裝配方案 （ 2）選擇軸的合適材料 （ 3）初步估算軸的直徑 （ 4）進(jìn)行軸系零、部件的結(jié)構(gòu)設(shè) （ 5）進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 （ 6）進(jìn)行剛度計(jì)算 （ 7）校核鍵的連接強(qiáng)度 （ 8）驗(yàn)算軸承 （ 9）根據(jù)計(jì)算結(jié)果修改設(shè)計(jì) （ 10）繪制軸的零件工作圖 對(duì)于一些不太重要的軸，上述程序中的某些內(nèi)容可以省略。 軸的常用材料是 3 4 50 優(yōu)質(zhì)碳素鋼，最常用的是 45鋼。 特別是我國(guó)研制成功的稀土 鎂球墨鑄鐵，沖擊韌性好，同時(shí)具有減磨、吸振和對(duì)應(yīng)力集中敏感性小等優(yōu)點(diǎn)，已用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床上的重要軸系零件。 在一般工作溫度下，合金鋼的彈性模量與碳素鋼相近，所以只為了提高軸的剛度而選用合金鋼是不合適的。軸的直徑較小，可用圓鋼棒制造；對(duì)于重要的，大直徑或階梯直徑變化較大的軸，采用鍛坯。對(duì)于形狀復(fù)雜的軸（如凸輪軸、曲軸）可采用鑄造。對(duì)其彎矩，用降低許用扭應(yīng)力的方法加以考慮。對(duì)于一般不十分重要的軸，也可以作為最后計(jì)算結(jié)果 1．計(jì)算花 鍵 軸的強(qiáng)度 查表 由公式 ??1 d≥ 3np.3 )1( 1?? () 其中， A—— 按 ??? 定的系數(shù)，見表 n—— 軸的轉(zhuǎn)速 minr p—— 軸傳遞的額定功率 kw ? —— 空心圓軸內(nèi)徑 0d 和外徑 d之比 已知 : n=250 minr p= 因?yàn)榇溯S選用 45 鋼，查表 ??1 取 A=110。 按抗扭截面系數(shù)校核計(jì)算 由表 ，其抗扭截面系數(shù)計(jì)算公式 ??1 為： )1(16 02 dddp ?? ?? = )1041(16 2 m????? 由公式 ??1 ，計(jì)算只考慮扭矩時(shí)的安全系數(shù)為： max??psTS???? 故滿足表 ??1 ， ??? 在 ～ 之間，故強(qiáng)度滿足要求，該軸合格。影響工件珩磨精度的因素很多，但主要有三種：珩磨頭旋轉(zhuǎn)速度，油石的膨脹壓力，珩磨頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度。而以往珩磨件的加工精度主要取決于操作工人的技術(shù)水平，存在著很大的不確定性。 圖51（ 如下 ）為主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖， 圖 52（見下頁(yè)）為簡(jiǎn)化后的液壓控制回路，為一種典型的差動(dòng)系統(tǒng)， 控制閥選用電液比例閥。由于對(duì)稱閥和非對(duì)稱油缸的不相容性，為了準(zhǔn)確而平穩(wěn)地控制和避免壓力躍變，以及保證平穩(wěn)的工作，往往使用不對(duì)稱閥芯控制不對(duì)稱的液壓缸，且孔口的面積比正好等于或近似于相應(yīng)的活塞面積比。本文正是對(duì)此種回路下主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度特性，即速度差異與 負(fù)載關(guān)系進(jìn)行分析和討論。本狀態(tài)下的系統(tǒng)可以看作由雙邊滑閥控制差動(dòng)缸組成的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，可按雙邊滑閥控制液壓缸的原理對(duì)本狀態(tài)的系統(tǒng)進(jìn)行分析。1 tr AA () 液壓缸的操作力為： gMPAPAF trlt ??? 3 () 將式（ ）代入式（ ），得： gMPPF tst ????? ????? 11 () ? ??? ? ????? 1)1( gMPFP tst () N 向運(yùn)動(dòng)分析 N向運(yùn)動(dòng)：按四邊滑閥控制液壓缸的原理對(duì)本狀態(tài)下的系統(tǒng)進(jìn)行分析。 ） 111 2 PaCXAq dtt ???? () )(2 222 PPaCXAq sdtr ???? ? () 121 212 P PPAAqq str ?????（其中 21 2aa ? ） () 設(shè) : 12 PPPl ?? () 與式（ ）聯(lián)立，得 21 41 ???? ls PPP () 222 41 4????? ls PPP () 將式（ ）、（ ）分別代入式（ ）、（ ），得 2211 412 ?? ???? PPaCq sd () 銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 2222 41 )(42 ??? ? ??? lsd PPaCq () 式（ ）、（ ）為 N向運(yùn)動(dòng)時(shí)的流量與面積比 ? 、兩側(cè)壓力差 lP 之間的關(guān)系式。 張貴珍：珩磨機(jī)雙進(jìn)給主軸設(shè)計(jì) 24 0 500 100 0 15 00 2021 25 00 3000 35 00 4 000 4500 50 001 . 0510 . 950 .90 . 850 .8F ( N)V /V2 圖 53 不同負(fù)載力的速度比曲線 由仿真圖形表明：當(dāng)負(fù)載力不確定或變化時(shí)，主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)是有一定差異的，這就給速度特性的補(bǔ)償造成了一定的麻煩。 速度特性的補(bǔ)償 由于珩磨機(jī)主軸 往 復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的差異對(duì)珩磨工件的加工質(zhì)量影響很大，故在生產(chǎn)實(shí)踐中要求往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度相等或差異很小，需對(duì)這一差別進(jìn)行補(bǔ)償。選用力士樂(lè) VT3000S30型雙路比例放大器， R1為 M 向運(yùn)動(dòng)的輸入信號(hào)調(diào)整電位器， R2為 N向運(yùn)動(dòng)的輸入信號(hào)調(diào)整電位器，為達(dá)到速度補(bǔ)償?shù)哪康?，需調(diào)整 R2的輸出電壓大于 R1的輸出 電壓，直到液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)的往復(fù)速度滿足要求為止，但這種方法精度不是很高 。在本系統(tǒng)中，如果對(duì)系統(tǒng)的控制性能要求比較高，需采用電液比例伺服閥 （ 高頻響的電液銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 比例方向閥也稱點(diǎn)液比例伺服閥 ） 作為功率放大元件。 M向運(yùn)動(dòng)閥控缸的傳遞 函數(shù)為： )12( 22???hhhlqpssAKrx??? () N向運(yùn)動(dòng)閥控缸的傳遞函數(shù)： )12(2)(222212212?????sssAAAAKxxhhhrpq??? () 為分析方便，取系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型為： )12()(22????sssAKxxsGhhhlqrp??? () 式中， Kq為閥的流量放大倍數(shù)， ξ 為阻尼系數(shù)； ? h為自然頻率。對(duì)于閉環(huán)的速度差進(jìn)行補(bǔ)償，首先想到的是進(jìn)行速度反饋補(bǔ)償。 圖 54 速度反饋補(bǔ)償方框圖 如設(shè)計(jì)時(shí)保證 K凡 pqr KKK tA ，則上式可簡(jiǎn)化為 fvgt KeX 1? () 即系統(tǒng)的輸出速度只取決于速度反饋系數(shù) ，而與當(dāng)量面積 At無(wú)關(guān)。所以當(dāng)增益 Ks（ 或 Kfv） 一定大時(shí)，可以利用速度反饋的方法消除非對(duì)稱液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度差。 KsKu G( s)K sfvK fe i e g X t 張貴珍：珩磨機(jī)雙進(jìn)給主軸設(shè)計(jì) 26 結(jié)論 (1)根據(jù)對(duì)珩磨機(jī)主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)液壓控制系統(tǒng)的靜態(tài)速度特性分析 , 可知閥控非對(duì)稱液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度有很大差別 。 (3)針對(duì)電液比例差動(dòng)回路的液壓系統(tǒng) ,可分別 采用開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)的速度補(bǔ)償來(lái)滿足控制性能和生產(chǎn)實(shí)踐的要求 。珩磨和研磨之間存在很多年的聯(lián)系，珩磨曾經(jīng)用作一種拋光工藝，僅去除 0. 025 mm 的余量。不僅能改善孔的幾何形狀和表面結(jié)構(gòu)組織，且可以去除鉆削、鉸削和內(nèi)圓磨所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 珩磨磨粒的切削點(diǎn)很小，并且同時(shí)有許多點(diǎn)進(jìn)行切削，所以不會(huì)產(chǎn)生集中的熱和應(yīng)力，進(jìn)而把對(duì)工件的表面損傷減少到了最小，珩磨后的內(nèi)孔達(dá)到完美的孔形精度。在最近的十幾年內(nèi)，珩磨已發(fā)展成為一種去除量大、切削效率高的內(nèi)孔精加工工藝。粗珩后的圓度、直線度、圓柱度均在 ，精珩后均在 mm 之內(nèi)。磨粒的選擇取決于所要達(dá)到的表面粗糙度。 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司 388 廠研制開發(fā)的立式雙軸內(nèi)孔珩磨機(jī)，具有珩磨效率高，操作維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)， 比同類沖程的臥式珩磨機(jī)節(jié)約占地面積 70％ 以上。由于采用雙工位、雙主軸、雙系統(tǒng)配制，按強(qiáng)力珩磨設(shè)計(jì)，珩磨效率高；采用 PLC 編程控制，沖程數(shù)字設(shè)定，具有短沖程珩磨功能；全液壓操作，選用華德比換向閥，配合力士樂(lè)型 A10V 變量柱塞泵，最大限度降低功耗和發(fā)熱，噪音小。該機(jī)可全數(shù)字顯示工作參數(shù)，操作維護(hù)簡(jiǎn)便，珩磨桿采用萬(wàn)向聯(lián)結(jié)，工件立式裝夾， 磨削銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 容易排除，較好地解決了臥式珩磨機(jī)珩磨內(nèi)孔劃 傷、變形等質(zhì)量問(wèn)題，加工件光潔度可達(dá)9級(jí)以上。該機(jī)床采用模塊化設(shè)計(jì)，可適用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)缸體孔、缸套孔、液壓閥體孔、活塞環(huán)孔以及各種類型的通孔和盲孔的精密加工。 其他常見的珩磨技術(shù) 激光珩磨技術(shù) ]14,13[ 汽缸表面處理的新發(fā)展 —— 激光珩磨 ， 激光從 70 年代就被引入到了汽缸的處理中，并不斷發(fā)展。激光珩磨作為最新的發(fā)展，其處理效果已實(shí)現(xiàn)了這些目標(biāo)；尤其是可有效地降低排放，而我國(guó)汽車產(chǎn)量和保有量不斷增加，汽車包括其它機(jī)動(dòng)車輛的尾氣污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，因此，對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)和環(huán)保事業(yè)將產(chǎn)生極為有利的影響和作用。粗珩時(shí)， 確定了宏觀形狀，并產(chǎn)生了對(duì)氣缸套內(nèi)孔進(jìn)行造型的原始表面。激光造型能實(shí)現(xiàn)連貫的輸送機(jī)油 缸 的交叉形網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)或螺旋型 凹腔結(jié)構(gòu) (微型壓力室系統(tǒng) )。 激光 珩磨 機(jī)床與 研 磨機(jī)類似，具有往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和螺旋上升運(yùn)動(dòng)， 3 個(gè)主要部件是 :激光器、光導(dǎo)系統(tǒng)和激光輸出頭，見圖 51。 01。 大斑點(diǎn)慢掃描螺旋式激光淬火的加工特點(diǎn)： 1)cch 激光的波長(zhǎng)為 10． 6 肛 m，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，吸收率較低；因此，在用 cch 激光進(jìn)行汽缸淬火時(shí)，必須將其表面進(jìn)行預(yù)處理 (如磷化處理 )，以提高材料對(duì)激光能量