本發(fā)明涉及一種抑制不平衡振動的裝置，特別是涉及一種利用電磁裝置抑制系統(tǒng)振動的一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置。

背景技術(shù)：

因轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡而引起的振動超標是旋轉(zhuǎn)機械最常發(fā)生的故障，嚴重影響設(shè)備的運行效率、工作精度以及使用壽命等，而自動平衡裝置因為能在線自動抑制旋轉(zhuǎn)設(shè)備的不平衡故障，平衡速度快，且平衡過程中無需設(shè)備停機，所以一直被認為是解決不平衡振動故障的最佳方案。

目前，自動平衡裝置主要應(yīng)用于磨床領(lǐng)域，常見的平衡形式主要有注液式、電機式和電磁滑環(huán)式三種。注液式自動平衡裝置因為結(jié)構(gòu)簡單、旋轉(zhuǎn)部分無可動部件等優(yōu)勢，尤其適用于高速、超高速場合，但因為平衡過程中的液體飛濺以及平衡能力隨平衡次數(shù)逐漸減小、輔助系統(tǒng)較多等問題，一直未得到廣泛應(yīng)用。電機式自動平衡裝置因易于安裝、無需復雜的輔助系統(tǒng)、操作簡單、平衡速度快、平衡精度高等優(yōu)點，在當前自動平衡市場上占據(jù)了絕對的主導地位，但該裝置對齒輪、齒條等內(nèi)部精密零件的加工精度要求很高，所以制造難度大、產(chǎn)品價格高，且因為電能和控制信號需要在動靜件間傳遞，產(chǎn)品的使用壽命受到制約。電磁滑環(huán)式自動平衡裝置是利用電磁力驅(qū)動配重塊旋轉(zhuǎn)的主動式平衡執(zhí)行器，于1998年由美國Blance Dynamics(簡稱BalaDyne)公司的Dyer S.W.等人首次提出。該類自動平衡裝置不僅具有電機式自動平衡裝置無需復雜的輔助系統(tǒng)、操作簡單、平衡速度快的優(yōu)點，同時降低了對內(nèi)部零件的加工精度要求，制造難度小，且工作過程中無需電能和控制信號在動靜件間傳遞，從根本上避免了電刷等磨損件的使用，設(shè)備使用壽命更高。但傳統(tǒng)的該類平衡裝置只能穿軸安裝，在磨床領(lǐng)域一般安裝在主軸外伸段的根部，會對主軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的剛度產(chǎn)生一定影響，且該類平衡裝置內(nèi)部的動環(huán)、靜環(huán)采用了兩體式結(jié)構(gòu)，安裝過程中需要分別安裝動環(huán)和靜環(huán)，且要保證動、靜環(huán)間的間隙在0.5mm左右。安裝和使用體驗遠不如電機式平衡裝置方便，所以至今在磨床領(lǐng)域所占市場份額很小。十幾年來，國內(nèi)外很多專家、學者均致力于改進電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，但在安裝方式和一體式結(jié)構(gòu)兩方面均未取得突破成果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種動環(huán)和靜環(huán)連接成一體結(jié)構(gòu)，既可軸端安裝又可軸內(nèi)安裝且安裝簡單、振動平衡效果較好的一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，動環(huán)、靜環(huán)一體連接，所述動環(huán)能夠隨被平衡轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，所述動環(huán)包括動環(huán)外殼、內(nèi)勵磁環(huán)、外勵磁環(huán)和配重盤，所述內(nèi)勵磁環(huán)、外勵磁環(huán)同軸且均固定在動環(huán)外殼上，且兩個外勵磁環(huán)位于內(nèi)勵磁環(huán)的不同側(cè)，所述靜環(huán)包括定子、線圈鐵環(huán)，所述定子為階梯軸，所述定子通過動靜軸承同軸且間隙配合地裝設(shè)在內(nèi)勵磁環(huán)中，所述配重盤通過步進軸承同軸裝設(shè)在內(nèi)勵磁環(huán)上且與內(nèi)勵磁環(huán)、外勵磁環(huán)間隙配合，所述配重盤與步進軸承過盈配合，所述內(nèi)勵磁環(huán)、外勵磁環(huán)、配重盤之間的相鄰面上設(shè)置有電磁配合部，所述配重盤上螺栓固定有配重塊以及與配重塊位置相對的補償塊，所述定子上過渡裝設(shè)有內(nèi)設(shè)線圈的線圈鐵環(huán)，所述線圈能夠與電磁配合部配合驅(qū)動配重盤轉(zhuǎn)動進而帶動配重塊轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，其中所述電磁配合部包括內(nèi)勵磁環(huán)上的齒形結(jié)構(gòu)A、外勵磁環(huán)上的齒形結(jié)構(gòu)B、配重盤上的永磁鐵裝置，所述齒形結(jié)構(gòu)A、齒形結(jié)構(gòu)B位置相對且結(jié)構(gòu)相同，所述齒形結(jié)構(gòu)B包括若干個沿外勵磁環(huán)的圓周方向間隔均布并沿其軸向凸出的矩形齒部，所述永磁鐵裝置包括沿配重盤圓周方向均布的若干個永磁鐵，相鄰永磁鐵的極性相反，相鄰的兩個永磁鐵組成一對，對應(yīng)內(nèi)勵磁環(huán)和外勵磁環(huán)上的一個矩形齒部。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，其中所述矩形齒部的寬度w等于相鄰永磁鐵之間的間距，長度L不小于所述永磁鐵的最大外徑。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，所述動靜軸承的內(nèi)壁與定子的外表面吻合，外壁與所述內(nèi)勵磁環(huán)的軸承孔的孔壁吻合，所述線圈鐵環(huán)的內(nèi)壁與定子的外表面過渡配合且在二者配合面上加工有相互配合的鍵槽結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，其中所述動環(huán)還包括軸承定位套，所述內(nèi)勵磁環(huán)、外勵磁環(huán)通過螺栓固定在動環(huán)外殼內(nèi)，所述動環(huán)外殼內(nèi)壁沿其軸向設(shè)置有三個沿其徑向突出的定位鍵，所述內(nèi)勵磁環(huán)、外勵磁環(huán)的外壁上設(shè)置有與所述定位鍵匹配的環(huán)形鍵槽，所述步進軸承與內(nèi)勵磁環(huán)過盈配合，所述內(nèi)勵磁環(huán)上還裝設(shè)有軸承定位套，所述定子中心開設(shè)有用于布置線圈電源線和傳感器線的穿線通孔。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，其中所述外勵磁環(huán)內(nèi)壁通過螺栓固定裝設(shè)有動環(huán)端蓋，所述動環(huán)端蓋上裝設(shè)有基準磁鐵，所述配重塊上安裝有定位磁鐵。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，其中所述線圈鐵環(huán)裝設(shè)在“H”形線圈骨架內(nèi)部，所述“H”形線圈骨架的側(cè)面設(shè)置有用于固定霍爾傳感器的若干凹槽，所述凹槽分別與定位磁鐵和基準磁鐵位置相對。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，其中所述定子的外壁與內(nèi)勵磁環(huán)的內(nèi)壁之間的間隙為0.2mm～0.4mm，位置相對的矩形齒部與永磁鐵之間的間隙為0.4mm～1.0mm，所述外勵磁環(huán)與線圈鐵環(huán)之間的間隙為0.2mm～0.8mm。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，其中所述被平衡轉(zhuǎn)子為磨床主軸，砂輪左法蘭通過錐面和鎖緊螺母固定在磨床主軸上，砂輪右法蘭通過螺栓與所述砂輪左法蘭連接固定，砂輪夾持在砂輪右法蘭與砂輪左法蘭之間，所述動環(huán)外殼通過連接法蘭固定在砂輪右法蘭一側(cè)的軸端端面上，所述靜環(huán)側(cè)面安裝有集線器A，所述集線器A通過與其相連的航空插頭A和線纜將所述靜環(huán)柔性固定在砂輪罩上，所述砂輪罩中心處開設(shè)有孔徑不小于動環(huán)外殼外徑的安裝通孔。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，其中所述被平衡轉(zhuǎn)子為主軸，所述主軸內(nèi)開設(shè)有安裝孔，所述安裝孔形狀與所述動環(huán)外殼的形狀匹配，所述動環(huán)外殼上一體連接有連接法蘭，所述動環(huán)外殼通過所述連接法蘭及螺栓固定安裝在所述安裝孔內(nèi)，所述靜環(huán)側(cè)面安裝有集線器B，所述集線器B通過與其同軸相連的航空插頭B和集線側(cè)法蘭將靜環(huán)柔性固定在皮帶輪一側(cè)的護罩上，所述護罩中心處開設(shè)有孔徑不小于集線側(cè)法蘭外徑的安裝通孔。

本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置，包括隨被平衡轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行器動環(huán)和驅(qū)動所述動環(huán)步進動作的執(zhí)行器靜環(huán)兩部分，所述動環(huán)通過法蘭連接固定在被平衡轉(zhuǎn)子的端部或內(nèi)部，具體包括動環(huán)外殼、內(nèi)勵磁環(huán)、外勵磁環(huán)、配重盤、配重塊、動環(huán)端蓋等。所述靜環(huán)通過動靜軸承與所述動環(huán)相連，且通過柔性連接固定在被平衡設(shè)備的靜止件上。靜環(huán)具體包括定子、線圈鐵環(huán)、線圈、鎖緊螺母和集線器等。工作過程中，由控制器向靜環(huán)線圈輸入正負交替的驅(qū)動電壓，靜環(huán)根據(jù)驅(qū)動電壓在動環(huán)側(cè)面產(chǎn)生交變的磁場，動環(huán)內(nèi)部的部分部件在磁場作用下迅速磁化，利用磁化部件與配重盤上永磁鐵之間的相互作用力驅(qū)動動環(huán)內(nèi)部的兩個配重盤在電磁力作用下相對主軸步進旋轉(zhuǎn)，由于兩配重盤上均裝有平衡能力相同的偏心配重塊，因此，通過兩配重盤的步進旋轉(zhuǎn)調(diào)整兩偏心配重塊中心線所在相位以及配重塊間的夾角，即可在線改變平衡裝置內(nèi)部的質(zhì)量分布，形成大小和方向適中的補償矢量，在線抑制被平衡轉(zhuǎn)子的不平衡振動。

總之，本發(fā)明的自動平衡裝置無需控制信號在動靜件間傳遞，而且動環(huán)、靜環(huán)為一體式結(jié)構(gòu)，降低了加工精度要求，現(xiàn)場安裝時無需調(diào)整動、靜環(huán)間隙，大大降低了安裝難度，提高了工作效率。同時，本發(fā)明的自動平衡裝置，其設(shè)計重點在于適用于軸端和軸內(nèi)安裝，拓展了該類平衡裝置的適用領(lǐng)域，在平衡能力、平衡速度等方面均具有較強的競爭優(yōu)勢。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置的軸端安裝結(jié)構(gòu)局部剖視圖；

圖2為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置的軸內(nèi)安裝結(jié)構(gòu)局部剖視圖；

圖3為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置的總體裝配結(jié)構(gòu)局部剖視圖；

圖4為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置的局部磁路分析示意圖；

圖5a為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置中外勵磁環(huán)的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5b為圖5a的A-A剖面圖；

圖6a為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置中配重盤的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6b為圖6a的B-B剖面圖；

圖7a為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置的自鎖狀態(tài)分析主視局部剖視圖；

圖7b為圖7a的俯視局部剖視圖；

圖8a為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置的步進狀態(tài)下啟動過程受力分析俯視局部剖視圖；

圖8b為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置的步進狀態(tài)下配重塊處于中間位置時的受力分析主視局部剖視圖；

圖8c為本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置的步進狀態(tài)下配重塊處于最終位置時的受力分析主視局部剖視圖。

具體實施方式

實施例一：

如圖3、圖4、圖7a所示，本發(fā)明一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置的動環(huán)8主要包括動環(huán)外殼7、配重塊91、內(nèi)勵磁環(huán)4、配重盤9、外勵磁環(huán)6、動環(huán)端蓋71、軸承定位套81、步進軸承10和補償塊13。一件內(nèi)勵磁環(huán)4和兩件外勵磁環(huán)6通過螺栓固定在動環(huán)外殼7上。動環(huán)外殼7內(nèi)壁沿其軸向設(shè)置有三個沿其徑向突出的定位鍵72，內(nèi)勵磁環(huán)4的外壁上設(shè)置有與定位鍵72匹配的環(huán)形鍵槽41，外勵磁環(huán)6的外壁上設(shè)置有與定位鍵72匹配的環(huán)形鍵槽61，用于限定內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6在動環(huán)外殼7上的位置，防止二者沿動環(huán)外殼7軸向移動。內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6上還加工有螺紋孔若干，便于通過螺栓連接動環(huán)外殼7，用于限定內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6周向旋轉(zhuǎn)和軸向位移。同時，利用動環(huán)外殼7內(nèi)表面加工的三組定位鍵槽(即定位鍵72和環(huán)形鍵槽41、61)，保證了動環(huán)外殼7、內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6在定子121軸向相對位置的穩(wěn)定性。

結(jié)合圖5a、圖5b所示，內(nèi)勵磁環(huán)4上設(shè)有齒形結(jié)構(gòu)A，外勵磁環(huán)6上設(shè)有齒形結(jié)構(gòu)B，由于齒形結(jié)構(gòu)A、齒形結(jié)構(gòu)B位置相對且結(jié)構(gòu)相同，故此處僅以齒形結(jié)構(gòu)B為例進行說明，齒形結(jié)構(gòu)A的結(jié)構(gòu)及設(shè)置方式與齒形結(jié)構(gòu)B完全相同，此處不贅述。上述齒形結(jié)構(gòu)B包括若干個沿外勵磁環(huán)6的圓周方向間隔均布并沿其軸向凸出的矩形齒部62。

結(jié)合圖6a、圖6b所示，配重盤9基體材料為鋁合金，配重盤9上的永磁鐵裝置包括沿配重盤9圓周方向均布的一圈通孔以及過盈裝設(shè)在通孔內(nèi)的永磁鐵92。本實施例中，配重盤9的周向均勻分布有若干個圓柱形通孔，每個圓柱形通孔內(nèi)安裝1個柱形永磁鐵92，每個柱形永磁鐵92過盈壓入上述圓柱形通孔中。當然，上述圓柱形通孔、柱形永磁鐵92也可以根據(jù)實際需求做適當?shù)淖冃?，此處不一一列舉。相鄰永磁鐵92的極性相反，用于配重盤9的自鎖和外部磁場驅(qū)動。相鄰的兩個永磁鐵92組成一對，對應(yīng)內(nèi)勵磁環(huán)4和外勵磁環(huán)6上的一個矩形齒部62，即矩形齒部62的數(shù)量為永磁鐵92數(shù)量的一半。配重盤9的中心孔處設(shè)有步進軸承10，中心孔的內(nèi)壁與步進軸承10的外壁相連，為改善步進軸承10的受力和減小步進軸承10外壁的變形，沿配重盤9軸向的不同側(cè)分別安裝有一塊配重塊91，本實施例中配重塊91為半圓形，當然，也可以為其它形狀，此處不一一列舉。在配重塊91沿配重盤9徑向的對面安裝有補償塊13，以保證步進軸承10受力均勻，減小其旋轉(zhuǎn)過程中因離心力產(chǎn)生的微變形。根據(jù)不同的平衡能力需求，偏心配重塊91、補償塊13可采用鎢銅合金、黃銅以及不銹鋼、鋁合金等非導磁材料制成。配重塊91上安裝有定位磁鐵911，用于獲得配重塊91的位置信號。配重盤9的基體位于內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6的中間位置，即位于內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6之間的空腔內(nèi)，且配重盤9與內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6上的齒形結(jié)構(gòu)A、齒形結(jié)構(gòu)B之間的間隙為0.4mm～1.0mm，即位置相對的矩形齒部62與永磁鐵92之間的間隙為0.4mm～1.0mm。優(yōu)選的，矩形齒部62的寬度w等于相鄰永磁鐵92之間的間距，長度L不小于永磁鐵92的最大外徑。優(yōu)選的，步進軸承10的內(nèi)壁通過軸承定位套81過盈連接固定在內(nèi)勵磁環(huán)4上。動環(huán)端蓋71通過螺栓連接固定在外勵磁環(huán)6的內(nèi)側(cè)，一方面防止灰塵等異物進入動環(huán)8，另一方面用于安裝基準磁鐵14，該基準磁鐵14用于作為傳感器測量配重塊91相位的基準。

靜環(huán)12主要包括定子121、動靜軸承11、線圈鐵環(huán)15和線圈骨架16。定子121為一階梯軸，其中間位置外表面與內(nèi)勵磁環(huán)4的內(nèi)壁間隙配合，該間隙在0.2～0.4mm范圍內(nèi)，且在保證旋轉(zhuǎn)過程中定子121與內(nèi)勵磁環(huán)4內(nèi)壁不碰磨的前提下，該間隙值越小越好。定子121中心加工一用于布置線圈電源線和傳感器線的通孔。兩個動靜軸承11位于定子121沿其軸向的兩側(cè)，該動靜軸承11的內(nèi)圈與定子121的外表面相配合，外圈與內(nèi)勵磁環(huán)4的軸承孔相配合，用于保證動環(huán)8和靜環(huán)12在小間隙下長期穩(wěn)定運行。在定子121的兩端加工有螺紋，利用鎖緊螺母將兩個線圈鐵環(huán)15、兩個動靜軸承11和定子121固定為一體，兩線圈鐵環(huán)15分別固定在兩動靜軸承11的側(cè)面，以避免線圈鐵環(huán)15、動靜軸承11和定子121沿定子121軸向竄動。同時，利用線圈鐵環(huán)15的內(nèi)壁與定子121的外表面的配合面上加工的相互配合的鍵槽結(jié)構(gòu)151避免線圈鐵環(huán)15繞定子121轉(zhuǎn)動。線圈骨架16呈“H”形，其內(nèi)部用于安裝圓環(huán)狀線圈鐵環(huán)15，線圈鐵環(huán)15內(nèi)裝設(shè)有線圈152。線圈骨架16內(nèi)側(cè)面加工凹槽161若干個，用于固定霍爾傳感器。線圈鐵環(huán)15內(nèi)側(cè)面與外勵磁環(huán)6的外側(cè)面相對應(yīng)，且可通過墊片調(diào)整二者間的間隙，在保證旋轉(zhuǎn)過程中外勵磁環(huán)6與線圈鐵環(huán)15不碰磨的前提下，該間隙值越小越好，可以為0.2～0.8mm，一般控制在0.3～0.6mm范圍內(nèi)，例如0.4mm左右。

平衡裝置為軸對稱結(jié)構(gòu)，取其四分之一結(jié)構(gòu)進行磁路分析，結(jié)合圖4所示，本發(fā)明的平衡裝置的磁路傳遞原理如下：

靜環(huán)12的線圈鐵環(huán)15和定子121以及動環(huán)8的內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6、軸承定位套81五部件均由軟磁材料制成，共同組成一個閉合的磁路，而磁路閉合的方向由驅(qū)動器向線圈152所供驅(qū)動電壓的正負決定。工作過程中，線圈152通電產(chǎn)生磁場，磁場經(jīng)線圈鐵環(huán)15強化后，穿過動環(huán)8、靜環(huán)12間的間隙，將內(nèi)勵磁環(huán)4和外勵磁環(huán)6磁化，使兩勵磁環(huán)分別形成N極和S極，根據(jù)磁鐵“同性相斥、異性相吸”的原理，兩勵磁環(huán)與配重盤9上的磁鐵相互作用，進而驅(qū)動配重盤9相對動環(huán)8其它部件步進旋轉(zhuǎn)，磁路通過內(nèi)勵磁環(huán)4、軸承定位套81和定子121返回線圈鐵環(huán)15，形成一個閉合的磁路回路。

結(jié)合圖7a、圖7b所示，在沒有外加磁場的情況下，依靠永磁鐵92與內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6之間形成的磁場圖中環(huán)形線，使得永磁鐵92與內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6間存在相互吸引的自鎖力，以保證在轉(zhuǎn)子勻速旋轉(zhuǎn)和加、減速旋轉(zhuǎn)時，配重盤9隨轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)并可以在一定的加、減速度內(nèi)不與轉(zhuǎn)子發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。永磁鐵92的磁路路徑為：從一塊永磁鐵92的N極發(fā)出，依次穿過外勵磁環(huán)6的齒形結(jié)構(gòu)B、與該塊永磁鐵92相鄰的永磁鐵92、內(nèi)勵磁環(huán)4的齒形結(jié)構(gòu)A，最終回到該永磁鐵92的S極，形成一個閉合的環(huán)路。參照磁力驅(qū)動技術(shù)的原理，由于在這個位置上永磁鐵92磁場回路的磁阻為最小，配重盤9在任何方向的微動都會在配重盤9上產(chǎn)生一個使它再恢復到穩(wěn)定平衡位置的磁力，以此來阻止配重盤9產(chǎn)生滑移。永磁鐵92通過穿越內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6的磁力線作用，產(chǎn)生一個和內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6相鎖緊的力，即自鎖力。由于該力的作用，配重盤9與轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)并可以在一定的加、減速度內(nèi)不與轉(zhuǎn)子發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了配重盤9的自鎖功能。

結(jié)合圖8a、圖8b、圖8c所示，在外磁場作用下，內(nèi)勵磁環(huán)4、外勵磁環(huán)6被磁化，產(chǎn)生對應(yīng)的S極和N極，與永磁鐵92的磁極發(fā)生“同性相斥，異性相吸”的作用，每一組磁極的吸力和斥力都相對轉(zhuǎn)子中心產(chǎn)生同方向的磁力矩，從而使配重盤9逆時針運動，配重塊91最終運動到圖8b所示的中間位置，此時需及時切斷驅(qū)動電壓，配重盤9在自身慣性力和自鎖力的作用下，帶動配重塊91運動到圖8c所示的最終位置，完成一步的旋轉(zhuǎn)操作。如果繼續(xù)交替更換外加磁場方向，配重盤9就會產(chǎn)生逆時針方向的連續(xù)運動。當需要配重盤9產(chǎn)生順時針方向的連續(xù)運動時，僅需調(diào)整驅(qū)動電壓的正負交替順序，其工作原理與逆時針運動時相同，此處不贅述。

實施例二：

如圖1所示，本實施例與實施例一的區(qū)別在于，上述被平衡轉(zhuǎn)子為磨床主軸1，本發(fā)明的一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置安裝在磨床主軸1的軸端。砂輪左法蘭2通過錐面和鎖緊螺母5固定在磨床主軸1上，砂輪右法蘭34通過螺栓連接和砂輪左法蘭2固定在一起，兩法蘭夾持砂輪3，通過兩法蘭的定位臺和側(cè)面固定砂輪3隨磨床主軸1同步旋轉(zhuǎn)。平衡裝置主要由動環(huán)8和靜環(huán)12兩部分組成，其中動環(huán)通過動環(huán)外殼7固定在砂輪右法蘭34一側(cè)的軸端端面上，用于在線抑制砂輪3的不平衡振動。

動環(huán)外殼7靠近砂輪右法蘭34的一側(cè)加工有一連接法蘭73，動環(huán)外殼7通過連接法蘭73和螺栓連接固定在砂輪右法蘭34一側(cè)的軸端端面上。動環(huán)8所含各零件通過螺紋連接依次固定在動環(huán)外殼7上，隨磨床主軸1和砂輪3同步旋轉(zhuǎn)。靜環(huán)12的各部件安裝于動環(huán)8的中心和側(cè)面，且利用螺紋連接與動環(huán)8組成一體式結(jié)構(gòu)，安裝過程中不需要單獨安裝，但工作過程中，靜環(huán)12并不隨動環(huán)8一起旋轉(zhuǎn)。當需要平衡裝置動作時，靜環(huán)12在控制信號作用下，于動環(huán)8的側(cè)面產(chǎn)生一交變磁場，驅(qū)動動環(huán)8內(nèi)部的核心部件配重盤9及與之相連的步進軸承10相對于動環(huán)8的其他部件步進旋轉(zhuǎn)，帶動配重塊91形成所需的補償質(zhì)量，在線抑制磨床主軸1的不平衡振動。

動環(huán)8與靜環(huán)12之間安裝動靜軸承11一對以保證平衡裝置在小間隙下長周期穩(wěn)定運行。集線器A122安裝于靜環(huán)12的外側(cè)面，具體地，可利用螺栓連接安裝在集線側(cè)的線圈鐵環(huán)15上，集線器A122用于收集靜環(huán)12工作所需的電源線纜、傳感器信號線纜，即用于對兩個驅(qū)動線圈的四根導線和三個霍爾傳感器的九根導線進行匯總，并將各導線分別焊接在集線器A122的航空插頭A123上。同時，集線器A122利用與其相連的航空插頭A123和線纜124，將靜環(huán)12柔性固定在砂輪罩125上，以使得靜環(huán)12不隨動環(huán)8旋轉(zhuǎn)。平衡裝置安裝前，需在砂輪罩125中心處加工一外徑略大于動環(huán)8外徑的通孔，以方便平衡裝置的安裝和布線。集線器A122通過柔性連接固定在被平衡設(shè)備的靜止件上，由于靜環(huán)12中的所有部件均通過螺栓和螺紋連接固定在了一起，因此在平衡裝置的整個運行過程中，靜環(huán)12中的所有部件均不隨動環(huán)8旋轉(zhuǎn)，但可跟隨動環(huán)8和磨床主軸1做徑向或軸向的簡諧運動。

實施例三：

如圖2所示，本實施例與實施例一的區(qū)別在于，被平衡轉(zhuǎn)子為主軸100，本發(fā)明的一體化側(cè)勵磁電磁滑環(huán)式自動平衡裝置安裝在主軸100內(nèi)部。主軸100的內(nèi)孔為錐孔時，動環(huán)8的動環(huán)外殼7外壁亦加工為錐面，通過連接法蘭73和螺栓連接將動環(huán)8壓緊在主軸100內(nèi)部。當主軸100內(nèi)孔為圓柱孔時，動環(huán)外殼7外壁加工為柱面，且將連接法蘭73和動環(huán)外殼7加工為一體，通過螺栓連接固定在主軸100內(nèi)部。當然，上述主軸100的內(nèi)孔動環(huán)外殼7外壁還可以為其他互相配合的形狀，只要二者能吻合即可，此處不一一列舉。集線器B101安裝于靜環(huán)12的側(cè)面，不僅用于收集靜環(huán)12工作所需的電源線纜、傳感器信號線纜，且利用與其同軸相連的航空插頭B102和集線側(cè)法蘭103，將靜環(huán)12柔性固定在皮帶輪104側(cè)的護罩105上，以使得靜環(huán)12不隨動環(huán)8旋轉(zhuǎn)。平衡裝置安裝前，需在護罩105中心處加工一孔徑略大于集線側(cè)法蘭103外徑的安裝通孔，以方便平衡裝置的安裝和布線。

上述各實施例中，一個內(nèi)勵磁環(huán)4、兩個外勵磁環(huán)6、定子121、線圈鐵環(huán)15、鎖緊螺母5均使用電工純鐵或低碳鋼等軟磁材料制成，工作過程中，在外加磁場作用下可迅速磁化驅(qū)動它們之間的配重盤9步進旋轉(zhuǎn)，工作結(jié)束后，磁性即可迅速消除，使得配重盤9步進動作迅速停止并自鎖。定子121的中心處加工有用于將驅(qū)動線圈和傳感器的導線從平衡裝置的法蘭側(cè)傳遞至集線側(cè)的穿線通孔，該穿線通孔的直徑以能穿過導線為宜，一般為3.0～4.5mm。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。