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熊万里

熊万里,男,生于1971年9月,湖南大学机械与运载工程学院教授、博士生导师。专注于高速精密机床电主轴及超高速精密磨削装备的研究开发,取得了一系列科研成果,包括“我国第一台永磁同步型电主轴”和“电机内装式液体动静压电主轴”等多类新型高速电主轴。主研建成国内线速度最高的314m/s超高速磨削实验台,获授权发明专利10余项,发表学术论文70余篇,多项科研成果已实现产业化。

人物经历

1989.9至1996.3:于西安建筑科技大学学习,获工学学士和工学硕士学位。

1996.3至2001.7:于西安建筑科技大学机电工程学院工作。

1997.3至2000.3:于东北大学学习,获工学博士学位。

2001.7至今:于湖南大学机械与运载工程学院(国家高效磨削工程技术研究中心)工作。

2006年:破格晋升为教授。

2009年,获中国机械工程学会“青年科技成就奖”和“湖南省青年科技奖”。

2010年,入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。

2011年,获湖南省自然科学杰出青年基金资助。

2011年:任湖南大学机械与运载工程学院博士生导师。

2012年:任国家高效磨削工程技术研究中心总工程师。

研究领域

1.超高速、超精密电主轴系统动力学(DmN → 2000000mm.rpm,e < 0.1um)

以研究开发世界领先水平的超高速超精密电主轴为目标,研究各类轴承支承(液体动静压、气体静压、角接触球轴承)条件下高速主轴系统参数、结构参数、机电耦合参数、控制参数、形位公差、流体介质、热平衡、动不平衡等对主轴系统速度、精度、刚度扭矩特性的影响规律,为设计、制造、应用和监测超高速超精密电主轴提供新理论、新方法和新依据。

2. 高速直驱电机及其系统集成技术 (小功率 > 12kW/120000rpm,大功率 >200kW/20000rpm)

燃料电池空压机、蒸汽压缩机、曝气风机和能量回收发电等为背景,研究气体动压轴承、磁悬浮轴承、角接触球轴承等支承条件下高速永磁同步电机、交流异步电机、开关磁阻电机等的高速轴系设计技术、电磁设计技术、轴承技术、高频驱动控制技术、气动系统设计、热分析及高效冷却技术、精密加工及装配工艺、在线监测技术和系统集成技术等,为高速直驱电机及其系统的设计、制造、应用和监测提供新理论、新方法和新工艺。

3. 超高速、超精密角接触球轴承动力学 (DmN→ 3000000mm.rpm)

航空发动机、高速机床电主轴高速电机为背景,深入研究角接触球轴承结构参数、润滑条件、装配参数和工况条件对轴承精度、寿命、振动特性及热特性的影响规律,为超精密角接触球轴承的性能优化设计、应用和故障诊断提供理论依据和工具软件。

4. 面向超精密零件加工的磨削工艺系统动力学 (○< 0.2um)

以超精密轴承套圈、精密主轴、超精密光学透镜等的磨削加工为背景,建立“砂轮主轴——工件主轴——工件/夹具”磨削系统的动力学模型,深入研究磨削系统内部结构参数、磨削工艺参数等对磨削零件轮廓精度、表面质量和磨削效率的影响规律,为专门零件的高效精密加工提供优化的磨削工艺及其理论依据。

科研项目

1 国家工信部强基工程专项. 超精密静压电主轴产业化方案实施. 2017.11-- 2020.12. 湖南大学负责人。

2 国家科技重大专项. 大功率精密电主轴关键技术研究及在高档数控机床上的应用. 2019.01-2019.12. 主持。

3 国家自然科学基金项目. 液体静压主轴零件磨削的形位误差传递机理及精度循环递升方法.No.515751733, 2016.01--2019.12. 主持。

4 国家科技重大专项. 轿车发动机曲轴磨削自动化高效柔性单元示范工程. 2016ZX04003001. 2016.11-2018.12. 湖南大学负责人。

5 国家自然科学基金项目. 基于可控节流和动网格算法的液体静压主轴回转精度极限研究. No.51275163,2013.01--2016.12. 主持。

6 国家自然科学基金项目. 小径高速液体悬浮主轴表面微结构增刚减摩效应的机理研究. No.50975082,2010.01-2012.12. 主持。

7 863计划项目. 超高速磨床电主轴系统机电功能多目标协同优化技术 2008-2010. No.2008AA04Z116. 主持。

8 教育部新世纪优秀人才支持计划项目.液体悬浮电主轴全速域动态特性设计方法研究. No. NCET-10-0368. 2011.1-2013.12 主持。

9 湖南省自然科学杰出青年基金项目. 超精密流体悬浮主轴回转精度极限研究. 2012.1-2014.12. 主持。

10 企业委托项目. 高速直驱大功率电机研发及产业化. 2016.3--2025.3. 主持。

11 企业委托项目. 315kW/17000rpm高速大功率电机开发. 2009.05-2014.05. 主持。

12 企业委托项目. 高速电主轴专用电机定转子研究与开发. 2012.06 -- 2013.06. 主持。

13 企业委托项目. 大型重载静压导轨研究. 2011.05-2012.05. 主持。

14 企业委托项目. 角接触球轴承动态特性研究及参数优化. 2012.12 - 2017.12. 主持。

15 企业委托项目. 角接触球轴承磨削生产线磨削工艺专家系统. 2014.07-- 2016.06. 主持。

16 企业委托项目. 基于轴系动态特性精准设计的高速主轴研发及产业化. 2015.04-- 2018.04. 主持。

学术成果

1 熊万里, 阳雪兵等. 液体动静压电主轴关键技术综述. 机械工程学报. 2009(9): 1-18

2 熊万里, 侯志泉等. 气体悬浮电主轴动态特性研究进展. 机械工程学报. 2011, Vol.47(4): 40-58

3 熊万里等. 角接触球轴承电主轴系统动力学研究进展. 制造技术与机床. 2010(3)

4 熊万里. 我国高性能机床主轴技术现状分析. 金属加工 2011(18): 6-10

5 熊万里. 大陆高速机床主轴“产学研”现状分析. 第十四届海峡两岸机械工程技术交流会文集. 2011年12月. 台北市

6 熊万里等. 轴颈外圆磨削成圆过程的双转子耦合模型及仿真算法,机械工程学报,2019, 55

7 胡灿,熊万里等. 可控节流液体静压主轴回转精度提升的机理研究. 机械工程学报. 2019, 55(6)

8 熊万里等. 可控节流对液体静压轴承承载特性的影响研究. 机械工程学报. 2018, 54(11)

9 熊万里等. 轴颈形状误差对液体静压主轴回转精度的影响研究. 机械工程学报. 2016, 52(15):147-154

10 熊万里等. 基于油腔压强分段线性假设的小孔节流深浅腔动静压轴承承载特性解析研究. 机械工程学报. 2015, 51(22):191-201

11 熊万里等. 高速角接触球轴承套圈倾斜角允许范围的定量研究 机械工程学报. 2015. Vol.51(12)

12 熊万里等. 计入套圈变形和弹流润滑影响的角接触球轴承建模及动刚度变化规律研究. 中国机械工程. 2015, Vol.26(11)

13 熊万里等. 液体静压主轴回转精度形成机理研究. 机械工程学报. 2014, Vol.50(7): 112-119

14 熊万里等. 液体静压转台倾斜油膜承载特性解析研究.中国机械工程. 2014, Vol.25(24): 3326-3333

15 熊万里, 桂林市等. 偏载液体静压转台旋转工况下承载力及倾覆力矩网格计算方法. 机械工程学报. 2014, Vol.50(23)

16 熊万里等. 基于动网格技术的液体动静压轴承刚度阻尼计算方法研究. 机械工程学报. 2012. Vol.48(23): 118-126

17 熊万里等. 高频变流诱发的电主轴高次谐波振动及其抑制方法. 振动工程学报. 2008, Vol.21(6): 600-607

18 吕浪, 熊万里. 基于SPWM逆变器供电的高频电机铁心软磁材料铁损特性改进预测模型. 电工技术学报. 2015, Vol.30(2): 155-161

19 吕浪, 熊万里. 面向机电耦合振动抑制的电主轴系统匹配特性研究. 机械工程学报. 2012, Vol.48(9): 144-154

20 吕浪, 熊万里. 基于机电耦合动力学模型的电主轴系统降压降频软起动特性研究. 机械工程学报. 2014, Vol.50(3): 78-91

21 Xiong Wanli, Duan Zhishan, Wen Bangchun. Engineering characteristics and its mechanical and electrical 耦合 mechanism explanation of vibratory synchronization transmission. Chinese Journal of Mechanical Engineering [J]. 2004, 17(2): 185-188

22 Xiong Wanli, Duan Zhishan, Wen Bangchun. Characteristics of electromechanical 耦合 self-synchronization of a multi-motor vibratory transmission system. Chinese Journal of Mechanical Engineering [J]. 2001,14(3): 275-278

23 Xiong Wanli, Mi Haiqing, Huang Hongwu. Research Progress of Key Technology of High-Speed and High Precision Motorized Spindles. International Journal of 管理学 and 植物界 Engineering.2005, 10(2): 70-76

24 Xiong Wanli, Lu Mingzhang, Huang Hongwu. A method of monitoring large 功率 grinding by using the current signal of the motorized spindle. Key Engineering Materials [J]. 2004(259-260): 338-341

25 Xiong Wanli, Duan Zhishan, Wen Bangchun. A new technology for motor faults precise detection. Proceedings of international conference on condition monitoring[C], Xi’an Jiaotong University. National Defense Industry Press. Zhu Jun Edited. 1997: 493-496

26 Xiong Wanli. Electric-mechanical vibration theory of mechanical systems driven by motors and its application.. Wen B C. Proceedings of the Asia-Pacific Vibration Conference [C]. Changchun: Jilin Science and Technology Press, 2001. 491--495

27 Xiong Wanli, Lv Lang, Cai Haixiang, Mi Haiqing. A mechanical-electrical dynamical model of ultra-high speed wheel systems driven by motorized spindle. The 7th International Conference on Frontiers of 设计 and Manufacturing. Guangzhou, China. 2006: 411-414

28 Xiong Wanli. Characteristics and relative technology of a permanent magnetic synchronous motorized machine tool spindle. Proceedings of the 3rd China-Japan Conference on Mechatronics. Fuzhou, China. 2006: 137-140

29 Lv Lang, Xiong Wanli, Gao Hang. Effect of inverter modulation parameters on mechanic-electrical 耦合 vibration of an ultra-high speed grinding system driven by a motorized spindle. International Conference on Mechanical Engineering and Mechanics. 2007, Wuxi, China, 1581-1586

30 Lv Lang, Xiong Wanli, Gaohang. Mechanical-electric 耦合 dynamical characteristics of an ultra-high speed grinding motorized spindle system. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2008, 21(5): 34-40.

31 Lv Lang, Xiong Wanli. Study on Distribution of Electrical and Magnetic Loads of the Inverter-Fed Induction Motor of a High-Speed Asynchronous Motorized Spindle. Proc. 5rd China-Japan Conf. Mechatronics. 2008. 375-379.

32 Yang Xuebi, Xiong Wanli. Analysis of combined effect of the surface roughness and Inertia on the 表演 of high-speed hydrostatic thrust bearing. The 5th China International Symposium on 摩擦学(CIST 2008)and the 1st International Tribology Symposium of IFToMM(ITS-IFToMM 2008). Advanced Tribology. Beijing. Springer Publish. 2009: 197-201.

33 熊万里等. 滑动轴承电主轴. 发明专利. ZL:200410046640.2

34 熊万里等. 可实现精密超精密磨削的磨床静压头架. 发明专利. ZL 200810143650.6

35 熊万里等. 液气悬浮电主轴. 发明专利. ZL201110076408.3

36 熊万里. 可控节流器. 发明专利. ZL 201210032461.8

37 熊万里. 内置式可变节流器. 发明专利. ZL 201210032465.6

38 熊万里等. 用于立式轴系的液体静压转动支承组件及研磨抛光机 发明专利. ZL 201210278273.3

39 熊万里. 基于液体静压主轴部件的磨床精度循环递升方法. 发明专利. ZL 201510062622.1

40 桂林市,熊万里等.提高镗孔加工同轴度的静压油膜补偿方法. 发明专利. ZL 201610983394.6

41 桂林,熊万里等. 基于三点支承结构的重载卧车静压头架主轴顶尖调整方法. 发明专利. ZL 201610983395.0

42 桂林,熊万里等. 基于液压预紧的重载液体静压转台及液压预紧控制方法. 发明专利. ZL 201610981845.2

43 熊万里等. 一种智能电主轴轴承刚度调控方法、系统及智能电主轴. 发明专利,ZL201810106569.4

44 熊万里等. 一种智能电主轴磨削加工方法及系统. 发明专利,ZL201810106527.0

45 熊万里等. 一种高速旋转轴系动态径向加载刚度测试方法及装置. 发明专利,ZL201810191222.4

46 熊万里等. 一种高速旋转轴系动态轴向加载刚度测试方法及装置. 发明专利,ZL201810191240.2

47 熊万里等. 可实现超高速液膜剪切特性和静压轴承特性测试的装置. 发明专利,申请号201910156160.8

48 熊万里, 吕浪. 基于逆变器供电的高频电主轴电磁设计及动态特性分析软件 国家软件著作权 No.2010SR007969

49 熊万里. 电主轴静动力学特性分析软件. 国家软件著作权. No.2010SR016483

50 熊万里. 液体静压轴承承载特性分析软件. 国家软件著作权. No. 2012R11L017636

51 熊万里. 流体悬浮主轴回转精度信号分析软件. 国家软件著作权. No. 2012R11L017624

52 熊万里. 角接触球轴承复合工况下性能分析系统. 国家软件著作权 No. 2014SR108525

53 熊万里. 高精度角接触球轴承磨削生产线磨削工艺专家系统. 国家软件著作权. No. 2016SR269995

获得荣誉

1 中国机械工业科学技术奖二等奖 高速精密机床主轴轴承磨削关键技术及应用. 2018,第2。

2 教育部科技进步奖二等奖. 极端工况液体静压(电)主轴及转台关键技术与应用. 2016. 主持。

3 中国机械工业科学技术奖二等奖. 凸凹面超高速数控复合磨削关键技术及装备. 2011. 第3。

4 中国专利奖优秀奖 滑动轴承电主轴 2009. 主持。

5 教育部科技进步奖二等奖. 高速精密机床电主轴关键技术及应用. 2008. 主持。

6 国家科学技术进步奖二等奖 高速精密磨削加工关键技术与系列高档数控磨削装备. 2007. 主研。

7 湖南省自然科学杰出青年基金资助计划. 2011. 个人奖。

8 教育部新世纪优秀人才支持计划. 2010. 个人奖。

9 中国机械工程学会“青年科技成就奖”. 2009. 个人奖。

参考资料

熊万里(博导) .湖南大学机械与运载工程学院.2024-04-07

河南工人日报数字报