[發明專利]磁懸浮隔振平臺

無效

• 申請號: 201210190747.9
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102691747A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 寇寶泉;周一恒;羅俊;張赫;張魯
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16F15/03
• 分類號: F16F15/03
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及磁懸浮隔振平臺技術領域。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，在某些技術領域，如航空航天，以及精密光學系統中，對一些關鍵零件的加工精度要求越來越高，因而需要精密和超精密加工技術。在精密和超精密加工中，設備本身的精度固然是至關重要的，但環境振動對加工精度和表面質量的影響也絕不容忽視。環境振動不僅會引起機床本體振動，更重要的是會在切削刀具與被加工工件間產生相對振動位移，并將直接反映到被加工零件的精度和表面質量上。因此，為這些精密設備設置性能優異的隔振裝置是十分必要的。

目前，在國外超精密加工機床中，大多采用以空氣彈簧作為隔振元件的隔振系統，并有較好的隔振效果。這主要是因為空氣彈簧在具有較大承載能力的同時，具有較低的剛度，而彈簧的低剛度可使隔振系統獲得較低的固有頻率，遠離環境干擾的頻率，得到較好的隔振效果。另一方面，通過在空氣彈簧的主氣室和輔助氣室之間設置合適的阻尼孔，獲得最佳阻尼，又可使隔振系統有較好的阻尼特性。

雖然空氣彈簧作為隔振元件具有較好的隔振的效果，但是這屬于被動隔振，這類隔振系統的固有頻率一般在2Hz左右。這種隔振方法難以滿足超精密加工、超精密測量對隔振系統的要求。另外，空氣彈簧不能在真空環境下使用，限制了其應用范圍。

發明內容

為了克服現有隔振平臺存在的存在固有頻率的缺點，本發明提出一種沒有固定頻率、主動隔振的磁懸浮隔振平臺。

本發明所述的磁懸浮隔振平臺的靜態承重單元包括靜態承重單元動子和靜態承重單元定子，所述靜態承重單元動子包括第一勵磁部件、承重平臺和承重支撐架，第一勵磁部件通過承重支撐架固定在承重平臺的下方，第一勵磁部件中的永磁體沿垂直方向平行充磁；所述靜態承重單元定子包括第二勵磁部件、支撐座和支撐架，所述第二勵磁部件通過支撐架固定在支撐座的上方，第二勵磁部件中的永磁體沿垂直方向平行磁；第一勵磁部件與第二勵磁部件沿垂直方向上下對應，使得承重平臺懸浮于支撐座的上方。

本發明所述的磁懸浮隔振平臺的Z向調整單元包括初級、次級和氣隙；初級包括繞組支撐座和初級繞組；初級繞組為單相繞組，所述單相繞組由2個線圈組成，所述2個線圈相互串聯連接，每個線圈沿Z向調整單元的軸向固定于繞組支撐座上，每相鄰兩個線圈的繞向相反；次級包括外次級和內次級，外次級與內次級同軸，且外次級位于內次級外側；外次級包括外次級永磁體、外導磁軛和外次級固定筒，外次級固定筒為圓筒狀，外導磁軛為圓環形導磁軛，外導磁軛固定在外次級固定筒內，外次級永磁體包括3個圓環形永磁體；外次級永磁體的3個圓環形永磁體沿軸向依次緊密配合并固定在外導磁軛的內壁上；外次級永磁體的3個圓環形永磁體中位于兩側的永磁體均為徑向充磁，并且充磁方向相反，位于中間的永磁體為軸向平行充磁；外次級永磁體的內表面與初級的外表面之間為外氣隙；內次級包括內次級永磁體、內導磁軛次級柱，次級柱為圓柱體，內導磁軛為圓環形導磁軛，內導磁軛固定在次級柱外，內次級永磁體包括3個圓環形永磁體，三個內次級永磁體沿軸向緊密配合并固定在內導磁軛的外壁上；內次級永磁體的軸向長度與外次級永磁體的軸向長度相同，內次級永磁體的3個圓環形永磁體中位于兩側的兩個永磁體均為徑向充磁，并且充磁方向相反，位于中間的永磁體為軸向充磁；外次級的外次級固定筒和內次級的次級柱同軸設置，并且其頂端通過連接板固定連接；內次級永磁體中與外次級永磁體中相對應的徑向充磁的永磁體的的充磁方向相同，內次級永磁體中軸向充磁的永磁體與外次級永磁體中軸向充磁的永磁體的充磁方向相反。

本發明所述的磁懸浮隔振平臺的X向調整單元和Y向調整單元為雙邊次級平板形結構，初級位于雙邊次級之間，二者之間為兩個氣隙，初級包括初級繞組和初級基板，初級基板的材料為非導磁材料，構成初級繞組嵌放在初級基板中；每邊次級包括次級永磁體和次級軛板，次級永磁體粘貼固定在次級軛板上，雙邊次級永磁體形成串聯磁路。