CN109099112A - 基于eap驱动的砂轮平衡吸振装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置及方法，包括：外罩、平衡单元，平衡单元内置了调节丝杆、定位滑杆、驱动杆和配重单元，驱动杆通过齿轮齿条啮合控制调节丝杆转动，调整配重单元的位置实现砂轮在线动平衡，配重单元内置的第一弹性支撑、第二弹性支撑、弹性元件、主质量单元、阻尼元件，形成了带阻尼的动力吸振器效应；能够及时、恰当的进行吸振平衡处理，避免传统外置平衡头处理不及时的缺陷，信号采集过程更精确，减少了外部振动的干扰，基于电活性聚合物(EAP)驱动，将转子动平衡和动力吸振相结合，采用金属橡胶作为阻尼元件，实现了减少甚至消除振动，砂轮运行更平稳，改善了配重的位置和参数，便于压制颤振。
Description
技术领域
本发明涉及磨削加工技术领域，特别涉及基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置。
背景技术
在轧辊磨削过程中，磨削颤振是轧辊加工中一种十分有害的现象，它直接妨碍着加工质量和生产效率的提高。磨削加工过程始终是一个不稳定的过程，磨削颤振始终存在，且随磨削时间的延长而逐渐增大。在磨削加工的伊始，即使没有其它因素的振动产生，但由于砂轮本身硬度不均及磨耗不均而产生交变力，也会引起砂轮的再生效应引起磨削颤振产生。根据研究表明，由于轧辊质量大、体积大，对颤振影响不明显，轧辊磨削过程中砂轮的颤振起到了主导作用。
现有技术中对于砂轮的减振方案一般采用主动式在线动平衡或者砂轮结构减振的方法。由于工艺成熟度和制造成本的限制，需要广泛使用并且稳定可靠，对于砂轮结构和材料的改进推广度不高，加工制造方面更倾向于采用能够外置改进磨削颤振现象的结构。对于主动式在线动平衡方法，中国专利CN201710812132.8提出了一种步进电机驱动两平衡盘双向调节在线动平衡头，包括平衡盘部分、控制盘部分；其中，平衡盘部分与控制盘部分分别通过轴承和过盈配合连接到动平衡头轴套上，轴套通过涨紧套固连在主轴上，平衡盘通过步进电机驱动实现相对于主轴自由转动、而控制盘则是实时与主轴同步转动；采用双配重固定半径极坐标方式，由平衡盘A、B组成用于提供双配重，虽然双配重中每个配重提供的平衡质量是固定的，但是通过改变双配重的相对夹角，从而改变最终整体输出的平衡质量。中国专利CN201510404986.3公开了一种用于高转速情况下的注排液式在线动平衡头结构，包括底盘及水槽盖，底盘的侧面开设有第一通孔及若干储液腔，各储液腔均匀的分布于第一通孔的外周，第一通孔的内壁上沿周向开设有相互平行的若干环形槽，各环形槽的底部设有与对应储液腔相连通的进液孔，底盘的外侧设有若干分别与对应储液腔相连通的第二通孔，各第二通孔内均设有节流阀，水槽盖固定于底盘的侧面，通过改变各个腔体的液体体积调整动平衡。
对于现有技术中的砂轮平衡装置，普遍存在以下不足：1、安装位置固定，无法跟随转子进行转动，在某一瞬间的某一位置发生振动以后，需要传导到平衡头进行处理，处理过程中由于转子的转速较快，可能振动受力位置发生偏移，进而演化成整体性的振动，平衡头只能对整体性振动的主要方面进行平衡处理；2、需要外置信号传感器，由于安装位置与转子发生振动的位置距离较远，整个转子机械系统的振动源较多，振动信号的精准度无法保证；3、电控执行元件采用电机较多，自身也是转子系统，也会产生振动频率，既会干扰到信号传感器的采集，又增加了调整系统的复杂度；4、采用调整重心的方式实现在线实时动平衡操作，目的是减轻由于转子工作过程中不平衡造成的振动，但是，我们最终目的是减少甚至消除振动，转子运行更平稳，而不是减少振动增量，让转子更平稳地振动；5、配重位置不合理，配重的位置和大小等参数没有一套完整的基础理论进行支撑。在航空领域，飞机的机翼末端颤振量最大，基于仿生学，由蜻蜓翼眼得到启发，采用机翼末端增加配重的方式减小了飞机颤振，颤振配重技术在航空领域、风洞试验等应用广泛。相对于砂轮颤振，颤振位置和受力位置首先是砂轮的外表面，配重的大小、位置等参数也应该围绕砂轮外表面进行。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，能够及时、恰当的进行吸振平衡处理，避免传统外置平衡头处理不及时的缺陷，信号采集过程更精确，减少了外部振动的干扰，基于电活性聚合物(Electroactive Polymers，缩写:EAP)驱动，减少了电机的使用和转子频率干扰，提高了控制以及信号采集的精确度，将转子动平衡和动力吸振相结合，采用减振性能优异的金属橡胶作为阻尼元件，实现了减少甚至消除振动，砂轮运行更平稳，基于仿生学的蜻蜓翼眼和航空领域压制颤振的配重方式，改善了配重的位置和参数，配重单元置于砂轮外缘，便于压制颤振，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，技术方案如下：
包括：
外罩(1)，所述外罩(1)的内缘和外缘分别设有同心圆结构的内圈(2)和外圈(3)，所述外罩(1)的中部连接有紧固法兰盘(4)，所述外罩(1)通过紧固法兰盘(4)固定在砂轮的一侧，所述内圈(2)和外圈(3)之间均匀设有三组或三组以上均匀分布的平衡单元(5)；
所述平衡单元(5)的两端分别设有一组安装座(6)，平衡单元(5)通过安装座(6)与外罩(1)连接，所述安装座(6)为条形结构且一端设有转轴座(7)，所述平衡单元(5)的主体包括配重单元(8)和一组平行设置的定位滑杆(9)、调节丝杆(10)；所述定位滑杆(9)的两端与安装座(6)紧固连接，所述调节丝杆(10)通过转轴座(7)转动连接在安装座(6)上，所述调节丝杆(10)靠近内圈(2)的一端设有齿轮(11)，所述定位滑杆(9)靠近内圈(2)的一端设有驱动盒(12)，所述驱动盒(12)的一侧连接有电活性聚合物(EAP)制成的驱动杆(13)，驱动盒(12)的一侧开设有供驱动杆(13)伸出的豁口，驱动盒(12)的中部与定位滑杆(9)固定，所述驱动杆(13)的一端连接有与齿轮(11)啮合的齿条(14)；
所述配重单元(8)沿着定位滑杆(9)轴向方向与定位滑杆(9)、调节丝杆(10)之间配合，所述配重单元(8)的顶部下表面设有信号采集单元(15)，所述配重单元(8)中部设有与定位滑杆(9)滑动配合的主质量元件(16)，所述主质量元件(16)与配重单元(8)上侧之间连接有第一弹性支撑(17)，所述主质量元件(16)与配重单元(8)下侧之间连接有第二弹性支撑(18)，所述主质量元件(16)靠近调节丝杆(10)的一侧设有连接柱(19)，所述连接柱(19)的上侧连接有沿着调节丝杆(10)滑动配合的副质量元件(20)，所述连接柱(19)的顶端处的副质量元件(20)与信号采集单元(15)之间连接有弹性元件(21)，所述配重单元(8)的中部内侧设置凸台(22)，所述凸台(22)上方设有与副质量元件(20)配合的阻尼元件(23)；所述调节丝杆(10)的上部为光杆结构，所述调节丝杆(10)的下部为螺纹杆结构，所述配重单元(8)的下侧设有与调节丝杆(10)下部螺纹配合、与定位滑杆(9)滑动配合的滑套(24)。
优选的是，所述信号采集单元包括中部的芯轴、外侧的壳体和中部的一组压电陶瓷片，所述芯轴和壳体均为绝缘结构。
优选的是，所述内圈的内缘设有输入滑环、输出滑环，所述输入滑环和输出滑环之间通过橡胶圈绝缘，所述输入滑环与驱动杆之间通过电路连接，所述输出滑环与信号采集单元之间通过电路连接。
优选的是，所述阻尼元件采用筒状金属橡胶，所述平衡单元至少为3组，所述外罩的外表面密封卡接有透明面板，透明面板为亚克力板或有机玻璃，所述驱动杆采用的电活性聚合物(EAP)为聚丙烯酸橡胶。
优选的是，所述紧固法兰盘的中部设有电刷组件，电刷组件的一端设有分别与输入滑环、输出滑环配合的输入电刷、输出电刷，所述电刷组件的另一端连接有电控箱，所述电控箱内置PY2700-G型砂轮动平衡仪。
优选的是，所述调节丝杆的螺纹选择条件为：螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角。
优选的是，所述第一弹性支撑、第二弹性支撑为弹簧或弹簧片，所述第一弹性支撑和第二弹性支撑的刚度相等且大于弹性元件的刚度。
本发明至少包括以下有益效果：
1、本发明外罩和砂轮之间通过紧固法兰盘连接，安装位置在砂轮上，跟随砂轮同步转动，在某一瞬间砂轮的某一位置发生振动以后，能够及时、恰当的进行吸振平衡处理，避免传统外置平衡头处理不及时的缺陷；
2、信号采集单元集成在配重单元上，相对于外置的信号传感器，信号采集过程更精确，减少了外部振动的干扰；
3、本发明中电控执行元件采用电活性聚合物(EAP)，基于电活性聚合物(EAP)制成的驱动杆进行驱动，减少了电机的使用，同时减少了转子频率干扰的情况，提高了控制以及信号采集的精确度；
4、本方案将转子动平衡和动力吸振相结合，同时采用了减振性能优异的金属橡胶作为阻尼元件，实现了减少甚至消除振动，砂轮运行更平稳；
5、基于仿生学的蜻蜓翼眼和航空领域压制颤振的配重方式，改善了配重的位置和参数，配重单元置于砂轮外缘，便于压制颤振。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为平衡单元的结构示意图；
图3为本发明的电路连接示意图。
图中：1、外罩；2、内圈；3、外圈；4、紧固法兰盘；5、平衡单元；6、安装座；7、转轴座；8、配重单元；9、定位滑杆；10、调节丝杆；11、齿轮；12、驱动盒；13、驱动杆；14、齿条；15、信号采集单元；16、主质量元件；17、第一弹性支撑；18、第二弹性支撑；19、连接柱；20、副质量元件；21、弹性元件；22、凸台；23、阻尼元件；24、滑套；25、输入滑环；26、输出滑环；27、透明面板；28、电刷组件；29、输入电刷；30、输出电刷；31、电控箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
根据图1-3所示，本发明提供了基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，技术方案如下：
包括：
外罩1，外罩1的内缘和外缘分别设有同心圆结构的内圈2和外圈3，外罩1为砂轮平衡吸振装置的外容器，外罩1的外表面密封卡接有透明面板27，透明面板27为亚克力板或有机玻璃，透明面板27起到密封作用，避免外界扰动对砂轮平衡吸振装置的结构产生影响，同时也方便对内部运行情况进行观察，外罩1的中部连接有紧固法兰盘4，紧固法兰盘4与砂轮之间通过螺栓连接，外罩1通过紧固法兰盘4固定在砂轮的一侧，内圈2和外圈3之间均匀设有若干组平衡单元5，平衡单元5至少为3组，当平衡单元5为1组或2组时，砂轮受到颤振瞬时冲击的情况下，会暴露出死角，导致冲击力与平衡单元5垂直的时候无法对砂轮进行响应，导致吸振效果不理想，均匀分布的3组及以上平衡单元5则不会留下冲击力响应死角。
平衡单元5的两端分别设有一组安装座6，平衡单元5通过安装座6与外罩1连接，安装座6为条形结构且一端设有转轴座7，平衡单元5的主体包括配重单元8和一组平行设置的定位滑杆9、调节丝杆10，定位滑杆9、调节丝杆10平行设置能够规避扭转方向的振动，辅助限制自由度，只留下沿着定位滑杆9方向的自由度，定位滑杆9的两端与安装座6紧固连接，使定位滑杆9固定，调节丝杆10通过转轴座7转动连接在安装座6上，使调节丝杆10能够沿着轴向转动，调节丝杆10靠近内圈2的一端设有齿轮11，定位滑杆9靠近内圈2的一端设有驱动盒12，驱动盒12为圆柱状硬质塑料盒，驱动盒12的一侧连接有电活性聚合物(EAP)制成的驱动杆13，驱动盒12的一侧开设有供驱动杆13伸出的豁口，驱动盒12的中部与定位滑杆9固定，驱动杆13采用的电活性聚合物(EAP)为聚丙烯酸橡胶，具有电活性，在直流电作用下会产生大幅度的应变，线性应变可达380％，反应在微秒级，适合作为驱动的动力源，驱动杆13的一端连接有与齿轮11啮合的齿条14，驱动杆13通过齿轮11、齿条14传动带动调节丝杆10转动，调节平衡单元5上配重单元8的位置，通过多组配重单元8的实时调整，实现砂轮的动平衡，减少磨削过程中由于砂轮动不平衡所造成的颤振现象，调节丝杆10的螺纹选择条件为：螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角，实现螺纹的自锁效果，当不需要进行动平衡调节而且砂轮受到瞬时冲击时，瞬时冲击力能够完全传导到配重单元8，避免由于惯性造成配重单元8的移动，从而对电活性聚合物(EAP)制成的驱动杆13造成影响，增强系统整体的稳定性。
配重单元8沿着定位滑杆9轴向方向与定位滑杆9、调节丝杆10之间配合，配重单元8的顶部下表面设有信号采集单元15，信号采集单元15包括中部的芯轴、外侧的壳体和中部的一组压电陶瓷片，芯轴和壳体均为绝缘结构，信号采集单元15中核心是压电陶瓷片，压电陶瓷片把受到的表面压力转换为电压信号，配重单元8中部设有与定位滑杆9滑动配合的主质量元件16，主质量元件16与配重单元8上侧之间连接有第一弹性支撑17，主质量元件16与配重单元8下侧之间连接有第二弹性支撑18，第一弹性支撑17、第二弹性支撑18为弹簧或弹簧片，主质量元件16靠近调节丝杆10的一侧设有连接柱19，连接柱19的上侧连接有沿着调节丝杆10滑动配合的副质量元件20，调节丝杆10的上部为光杆结构，调节丝杆10的下部为螺纹杆结构，连接柱19的作用是将副质量元件20的位置向上托，避免副质量元件20与调节丝杆10的螺纹杆结构相接触，使副质量元件20一直处于调节丝杆10上部的光杆结构部分，配重单元8的底部一侧设有与调节丝杆10下部螺纹配合的滑套24，滑套24与定位滑杆9滑动连接；滑套24的长度至少为调节丝杆10下部的螺纹杆结构一个螺距，滑套24的设置保证了调节丝杆10对配重单元8的可靠调控，连接柱19的顶端处的副质量元件20与信号采集单元15之间连接有弹性元件21，第一弹性支撑17和第二弹性支撑18的刚度相等且大于弹性元件21的刚度，第一弹性支撑17和第二弹性支撑18的刚度设计有利于减小主质量元件16的振动幅度，达到相同的惯性效果，为瞬时冲击力提供反力，配重单元8的中部内侧连接有凸台22，凸台22上方设有与副质量元件20配合的阻尼元件23，阻尼元件23采用筒状金属橡胶，金属橡胶的变刚度特性和变阻尼特性为阻尼元件23提供良好的隔振效果，变刚度特性指的是载荷与变形关系呈现非线性，即出现刚度渐软效果，会降低系统空间方向的“固有频率”，使金属橡胶随外激励量级的增加，“固有频率”减小，因此具有良好的隔振效果，变阻尼特性是在共振区内阻尼显著增大，能有效抑制共振峰值，在隔振区内阻尼迅速减小，因而具有优良的阻尼减振特性。
内圈2的内缘设有输入滑环25、输出滑环26，输入滑环25和输出滑环26之间通过橡胶圈绝缘，输入滑环25与驱动杆13之间通过电路连接，用于输入对驱动杆13的电控信号，输出滑环26与信号采集单元15之间通过电路连接，用于输出信号采集单元15采集到的电压信号，紧固法兰盘4的中部设有电刷组件28，电刷组件28用于和旋转的输入滑环25、输出滑环26之间交换信号和能量，电刷组件28的一端设有分别与输入滑环25、输出滑环26配合的输入电刷29、输出电刷30，电刷组件28的另一端连接有电控箱31，电控箱31用于对电压信号进行分析处理，同时对驱动杆13提供控制电流，电控箱31内置PY2700-G型砂轮动平衡仪。
其平衡吸振方法为：
砂轮启动到正常运转时，带动外罩1进行同步转动，在离心力的作用下，主质量单元通过第一弹性支撑17和第二弹性支撑18稳定在定位滑杆9上，信号采集单元15中的压电陶瓷片通过弹性元件21传导压力产生电压信号，电压信号通过输出滑环26和电刷组件28输送到电控箱31，设置当前电压信号为平衡电压；
当由于时滞的作用，砂轮表面发生瞬时小扰动冲击时，由于外罩1和砂轮之间通过紧固法兰盘4连接，冲击力沿着砂轮表面一个角度传入外罩1，配重单元8内由于惯性的作用，主质量单元会在接受冲击瞬间保持原始状态，配合定位滑杆9的导向作用，三个以上均匀分布的平衡单元5可以将冲击力分解且主质量单元与配重单元8之间产生相对位移，此时第一弹性支撑17和第二弹性支撑18为主质量单元提供恢复力，基于力的相互作用，恢复力同时会成为瞬时冲击的反作用力，抵消部分瞬时冲击力，在这个过程中，副质量单元和主质量单元固连且同步运动，阻尼元件23对副质量单元提供良好的消振效果，配重单元8内形成带阻尼动力吸振器的效应，将砂轮的颤振力吸收到配重单元8内并利用金属橡胶良好的吸振效果消除颤振，利于砂轮保持平衡；
外置平衡头在振动传导过程中由于转子的转速较快，可能振动受力位置发生偏移，进而演化成整体性的振动，本发明外罩1和砂轮之间通过紧固法兰盘4连接，安装位置在砂轮上，跟随砂轮同步转动，在某一瞬间砂轮的某一位置发生振动以后，能够及时、恰当的进行吸振平衡处理，避免传统外置平衡头处理不及时的缺陷；
主质量单元与配重单元8之间的相对位移，使弹性元件21发生变形，同时将变形力传递给信号采集单元15，信号采集单元15采集到电压变化信号，通过电刷组件28输送到电控箱31，电压变化信号与平衡电压进行对比，根据动平衡原理发出动平衡指令，动平衡指令以电流的形式输送到电活性聚合物(EAP)制成的驱动杆13，基于电活性聚合物(EAP)的动态特性，通过齿轮11、齿条14啮合带动调节丝杆10旋转，调节丝杆10通过滑套24调整配重单元8的分布，实现砂轮的动平衡，配重单元8置于砂轮外缘，便于压制颤振。
传统的外置信号传感器方案，由于安装位置与转子发生振动的位置距离较远，整个转子机械系统的振动源较多，振动信号的精准度无法保证，信号采集单元15集成在配重单元8上，相对于外置的信号传感器，信号采集过程更精确，减少了外部振动的干扰；传统电控执行元件采用电机较多，自身也是转子系统，也会产生振动频率，既会干扰到信号传感器的采集，又增加了调整系统的复杂度，本发明中电控执行元件采用电活性聚合物(EAP)，基于电活性聚合物(EAP)制成的驱动杆13进行驱动，减少了电机的使用，同时减少了转子频率干扰的情况，提高了控制以及信号采集的精确度；传统上单纯采用调整重心的方式实现在线实时动平衡操作，减轻由于转子工作过程中不平衡造成的振动，本方案将转子动平衡和动力吸振相结合，同时采用了减振性能优异的金属橡胶作为阻尼元件23，实现了减少甚至消除振动，砂轮运行更平稳；传统配重设置不合理，配重的位置和大小等参数没有一套完整的基础理论进行支撑，在航空领域，飞机的机翼末端颤振量最大，基于仿生学，由蜻蜓翼眼得到启发，采用机翼末端增加配重的方式减小了飞机颤振，颤振配重技术在航空领域、风洞试验等应用广泛。相对于砂轮颤振，颤振位置和受力位置首先是砂轮的外表面，基于仿生学的蜻蜓翼眼和航空领域压制颤振的配重方式，改善了配重的位置和参数，配重单元8置于砂轮外缘，便于压制颤振。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (8)
1.基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，其特征在于，包括：
外罩(1)，所述外罩(1)的内缘和外缘分别设有同心圆结构的内圈(2)和外圈(3)，所述外罩(1)的中部连接有紧固法兰盘(4)，所述外罩(1)通过紧固法兰盘(4)固定在砂轮的一侧，所述内圈(2)和外圈(3)之间均匀设有三组或三组以上均匀分布的平衡单元(5)；
所述平衡单元(5)的两端分别设有一组安装座(6)，平衡单元(5)通过安装座(6)与外罩(1)连接，所述安装座(6)为条形结构且一端设有转轴座(7)，所述平衡单元(5)的主体包括配重单元(8)和一组平行设置的定位滑杆(9)、调节丝杆(10)；所述定位滑杆(9)的两端与安装座(6)紧固连接，所述调节丝杆(10)通过转轴座(7)转动连接在安装座(6)上，所述调节丝杆(10)靠近内圈(2)的一端设有齿轮(11)，所述定位滑杆(9)靠近内圈(2)的一端设有驱动盒(12)，所述驱动盒(12)的一侧连接有电活性聚合物(EAP)制成的驱动杆(13)，驱动盒(12)的一侧开设有供驱动杆(13)伸出的豁口，驱动盒(12)的中部与定位滑杆(9)固定，所述驱动杆(13)的一端连接有与齿轮(11)啮合的齿条(14)；
所述配重单元(8)沿着定位滑杆(9)轴向方向与定位滑杆(9)、调节丝杆(10)之间配合，所述配重单元(8)的顶部下表面设有信号采集单元(15)，所述配重单元(8)中部设有与定位滑杆(9)滑动配合的主质量元件(16)，所述主质量元件(16)与配重单元(8)上侧之间连接有第一弹性支撑(17)，所述主质量元件(16)与配重单元(8)下侧之间连接有第二弹性支撑(18)，所述主质量元件(16)靠近调节丝杆(10)的一侧设有连接柱(19)，所述连接柱(19)的上侧连接有沿着调节丝杆(10)滑动配合的副质量元件(20)，所述连接柱(19)的顶端处的副质量元件(20)与信号采集单元(15)之间连接有弹性元件(21)，所述配重单元(8)的中部内侧设置凸台(22)，所述凸台(22)上方设有与副质量元件(20)配合的阻尼元件(23)；所述调节丝杆(10)的上部为光杆结构，所述调节丝杆(10)的下部为螺纹杆结构，所述配重单元(8)的下侧设有与调节丝杆(10)下部螺纹配合、与定位滑杆(9)滑动配合的滑套(24)。
2.根据权利要求1所述的基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，其特征在于：所述信号采集单元(15)包括中部的芯轴、外侧的壳体和中部的一组压电陶瓷片，所述芯轴和壳体均为绝缘结构。
3.根据权利要求1所述的基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，其特征在于：所述内圈(2)的内缘设有输入滑环(25)、输出滑环(26)，所述输入滑环(25)和输出滑环(26)之间通过橡胶圈绝缘，所述输入滑环(25)与驱动杆(13)之间通过电路连接，所述输出滑环(26)与信号采集单元(15)之间通过电路连接。
4.根据权利要求1所述的基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，其特征在于：所述阻尼元件(23)采用筒状金属橡胶；所述外罩(1)的外表面密封卡接有透明面板(27)，透明面板(27)为亚克力板或有机玻璃，所述驱动杆(13)采用的电活性聚合物(EAP)为聚丙烯酸橡胶。
5.根据权利要求1所述的基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，其特征在于：所述紧固法兰盘(4)的中部设有电刷组件(28)，电刷组件(28)的一端设有分别与输入滑环(25)、输出滑环(26)配合的输入电刷(29)、输出电刷(30)，所述电刷组件(28)的另一端连接有电控箱(31)，所述电控箱(31)内置砂轮动平衡仪。
6.根据权利要求1所述的基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，其特征在于：所述调节丝杆(10)的螺纹选择条件为：螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角。
7.根据权利要求1所述的基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，其特征在于：所述第一弹性支撑(17)、第二弹性支撑(18)为弹簧或弹簧片，所述第一弹性支撑(17)和第二弹性支撑(18)的刚度相等且大于弹性元件(21)的刚度。
8.根据权利要求1-7所述的基于EAP驱动的砂轮平衡吸振装置，其平衡吸振方法为：
砂轮启动到正常运转时，带动外罩(1)进行同步转动，在离心力的作用下，主质量单元通过第一弹性支撑(17)和第二弹性支撑(18)稳定在定位滑杆(9)上，信号采集单元(15)中的压电陶瓷片通过弹性元件(21)传导压力产生电压信号，电压信号通过输出滑环(26)和电刷组件(28)输送到电控箱(31)，设置当前电压信号为平衡电压；
当由于时滞的作用，砂轮表面发生瞬时小扰动冲击时，由于外罩(1)和砂轮之间通过紧固法兰盘(4)连接，冲击力沿着砂轮表面一个角度传入外罩(1)，配重单元(8)内由于惯性的作用，主质量单元会在接受冲击瞬间保持原始状态，配合定位滑杆(9)的导向作用，三个以上均匀分布的平衡单元(5)可以将冲击力分解且主质量单元与配重单元(8)之间产生相对位移，此时第一弹性支撑(17)和第二弹性支撑(18)为主质量单元提供恢复力，基于力的相互作用，恢复力同时会成为瞬时冲击的反作用力，抵消部分瞬时冲击力，在这个过程中，副质量单元和主质量单元固连且同步运动，阻尼元件(23)对副质量单元提供良好的消振效果，配重单元(8)内形成带阻尼动力吸振器的效应，将砂轮的颤振力吸收到配重单元(8)内并利用金属橡胶良好的吸振效果消除颤振，利于砂轮保持平衡；
主质量单元与配重单元(8)之间的相对位移，使弹性元件(21)发生变形，同时将变形力传递给信号采集单元(15)，信号采集单元(15)采集到电压变化信号，通过电刷组件(28)输送到电控箱(31)，电压变化信号与平衡电压进行对比，根据动平衡原理发出动平衡指令，动平衡指令以电流的形式输送到电活性聚合物(EAP)制成的驱动杆(13)，基于电活性聚合物(EAP)的动态特性，电活性聚合物(EAP)通过齿轮(11)、齿条(14)啮合带动调节丝杆(10)旋转，调节丝杆(10)通过滑套(24)调整配重单元(8)的重量分布，实现砂轮的动平衡，配重单元(8)置于砂轮外缘，便于压制颤振。
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