高速旋转主轴由于结构设计,安装制造,以及使用过程中的零部件磨损、热变形等不可避免的存在不平衡,不平衡在高速主轴运转中产生的不平衡振动对机器加工精度,寿命造成很多不良后果。因此避免频繁停机的高精度现场动平衡技术一直是国内外学者研究的重点。计算机﹑精密制造技术﹑控制理论﹑电子等技术的发展促进在线动平衡技术的成熟。本课题基于影响系数法结合动平衡技术的相关研究及其现存问题开发一套独立的结构简单紧凑,安装方便,功能齐全的高精度在线动平衡仪。主要内容从以下几个部分予以介绍:基于影响系数法的动平衡理论及其在单面﹑双面动平衡理论中的应用。根据不平衡的基本理论,构建单自由度阻尼系统的主轴系统模型,分析研究了影响系数法的单面﹑双面动平衡的实现,为多面动平衡的开发即柔性转子动平衡装置开发奠定了理论基础。基于影响系数法的在线动平衡仪机械装置设计与改进。单面动平衡仪通过两个对称式不平衡环的三角爪齿与主轴啮合齿圈啮合分离实现其与主轴的差速运转。不平衡环通过电磁力和弹簧力的共同驱动作用,使其在减速轴承内圈内侧的滚动摩擦力作用下减速。此外分析了不平衡环与主轴的配合间隙,以保证不平衡环动作的可靠性。重点提出了高速主轴与单面动平衡仪的连接问题,解决了现有主轴与动平衡仪的对接问题,提高了动平衡的可靠性。基于影响系数法的在线动平衡仪控制系统研究。对不平衡环的控制包括转频的监测﹑不平衡振动信号的采集﹑定位控制三部分,本课题结合机械结构本身的特点,设计了相对准确的测频方案,并以此转频作为基频,采用滤波﹑误差分离等技术对不平衡振动信号拟合,并仿真验证了其准确性。另外在信号处理的基础上提供了不平衡故障诊断的方法。本课题选用TI公司32位高性能数字信号处理器TMS320F2812芯片作为核心处理器进行信号的处理,并外扩了RAM模块,增加LED模块,使其具备产品的扩展性,实用性。机械装置及定位问题解决后,通过DSP开发环境CCS对高速电主轴进行仿真和调试,本课题开发的单面动平衡仪测速准确、定位精准、整机性能可靠,具有较好的工程应用价值。