大跨度齿轮驱动旋转式弧形下卧门水动力特性及流激振动研究

为了对大跨度齿轮驱动旋转式弧形下卧门运行安全性进行评估,采用不同运行工况下的水流流态、水流脉动压力和波高等水力参数,应用水弹性振动模型测试不同运行水位、闸门开度条件下的结构振动加速度及振动位移。在此基础上对闸门全开平卧、全关挡潮及旋转180°上翻检修等全工况条件下的启闭力进行测试,并通过有限元分析下卧门结构在正常挡潮、风浪超高等工况时闸门结构位移、应力分布以及结构流固耦合振动特性,以及对通航孔下卧门的运行安全性进行分析。结果表明,闸门在开度0.4或0.5时出现流态转换现象,在流态转化区易引发下游三滚波浪或二滚波浪,相应水流脉动压力荷载也明显增强,但规范操作情况下一般不会产生强烈的振动现象。水流脉动压力主要集中在1 Hz以内的低频区,不会产生对闸门结构的共振现象。在闸门启闭过程中,由于底水封的作用,门顶溢流引起的闸门下游面板脉动压力要大于凹槽内上游弧面面板的脉动压力。下卧门在正常运行状态下,其启闭力满足启闭机设计容量,闸门最大启闭力出现在空载调试状态。该研究成果以及提出的安全运行操作建议可为类似超大型水闸工程提供参考。

磁驱动旋转电弧运动图像及弧电压脉动的实验研究

磁驱动旋转电弧产生扩散电弧等离子体过程中有许多有趣的物理现象。本文利用高速摄影技术研究了大气压条件下、非均匀磁场中、大尺度磁驱动旋转氩电弧的电弧结构;在一定的弧电流和外磁场条件下,电弧的平面形状表现为不断发展和增长的螺旋结构,电弧螺旋结构的破裂往往产生于阴极附近的等离子体射流。采用图像分析的方法计算了外部磁场作用下阳极斑点沿弧室内壁的移动频率,分析了磁驱动旋转电弧运动过程中的弧电压脉动现象。结合电弧图像分析和电弧电压脉动及其FFT分析得出:电弧电压的大幅波动与多层电弧螺旋结构破裂和重建相关,而电弧电压的小幅波动则是弧根小幅跳动引起电弧拉长和收缩的结果。

8英寸RTP炉电磁驱动旋转结构设计研究

基于电磁原理,提出了电磁驱动旋转结构.通过理论计算,确定了电磁驱动旋转系统的启动力矩和励磁磁动势.通过数值仿真,研究了伸入量和气隙对电磁转矩的影响.结果发现,气隙越小,转矩越大；气隙在0～5mm内,伸入量越大,转矩越大；5～14mm内,伸入量越大,转矩越小.研究结果对于RTP炉电磁驱动旋转结构设计,具有一定的指导意义.

基于主动驱动旋转的全角模式半球谐振陀螺驻波漂移补偿方法

全角模式半球谐振陀螺具有动态范围大、应用场景广泛等特点,但由于品质因数周向不均匀导致的驻波漂移问题尚未完全解决。针对这一问题,提出一种驻波漂移模型参数辨识及补偿方法。首先,根据二阶振动模型推导了驻波漂移模型;其次,提出一种辨识漂移速率峰值及阻尼轴位置的方法;最后,通过主动驱动驻波旋转补偿驻波漂移并通过实验验证方法的有效性。实验结果表明:补偿后的驻波漂移速率降低了95.55%,可以明显降低谐振子驻波漂移。

星轮驱动旋转闸门振动特性及地震响应分析

星轮驱动旋转闸门作为一类新型闸门,结构布置形式较为特殊,应充分考虑其在运行过程中的振动安全性问题.运用有限元分析软件ANSYS建立星轮驱动旋转闸门的三维模型,考虑闸门与水体之间的流固耦合作用,采用附加质量法施加动水压力,先对关门过程中几个特殊角度下的闸门进行模态分析,再输入EI-CENTRO地震波,对闸门正常挡水和考虑地震作用两种工况进行动力时程分析.分析结果表明:闸门在闭门过程中,其自振频率逐渐增大,发生共振的可能性逐渐变小,但在开门通航和闭门挡水两种工况下闸门自振频率较低,有诱发共振的风险,在考虑地震作用的挡水工况下,闸门变形和应力均大幅增加.因此在对闸门进行振动安全性分析时有必要考虑脉动水流和地震作用的影响.

选择传统电机还是直接驱动旋转电机?

全新的模块化直接驱动旋转(DDR)技术,将开放框架式直接驱动电机在性能方面的优势与全框架电机安装方便的优点结合,而价位却比传统的直接驱动技术低得多。但最后如何在两者之间进行抉择,仍需要从各个角度进行衡量。

AA3连续流动分析仪驱动马达带动转轴旋转模块设计及土壤中总氮测试

针对连续流动分析仪检测土壤中总氮时遇到的问题,研制了驱动马达带动转轴旋转模块.该模块可使混合的样品、试剂和空气保持在合适的温度区间进行中和反应,以利于后期利用连续流动分析仪在最优化条件下对样品进行检测分析,可将总氮的检出限从16.4µg/L降低至10.0µg/L,从而提高连续流动分析仪对样品的分析精度.

变排量液压马达旋转驱动系统角位移控制技术

变排量液压马达旋转驱动系统具有效率高、响应快、高负载匹配性、低功率需求等优势,能够大幅提高飞机液压旋转驱动系统的效率。为实现对变排量液压马达旋转驱动系统的精确控制,需开展系统角位移控制技术研究。建立了系统的数学模型,搭建了AMESim仿真模型,分析了系统的运动特性及频域控制特性,提出了由排量回路、转速回路和角位移回路组成的三闭环串级控制方案,研究了不同控制参数对系统控制特性的影响。研究结果表明,双闭环控制无法满足旋转驱动系统的稳定条件,三闭环控制引入转速负反馈克服了双闭环控制中角位移对转速的正反馈效应,增大了位置回路的阻尼,能实现系统稳定控制。同时研制了原理样机并进行了测试验证,测试数据表明,三闭环控制方案能实现旋转驱动系统高精度位置控制,为变量马达在飞机液压旋转驱动系统中的应用提供了参考。

尺蠖型超磁致伸缩旋转驱动器驱动信号设计与试验

为了解决传统的“信号发生器+功率放大器”产生的信号无法满足尺蠖型旋转驱动器多路、正方波波形需求的问题,设计了一种通过Cmos控制脉冲模块“通-断”时机的信号控制器,从而得到特定时序的3路正方波信号。通过这种方案得到的3路驱动信号为正方波电流信号,从而避免了超磁致伸缩材料的“倍频”现象的发生。通过设置信号周期、占空比和延迟等参数,能够输出设定时序的三路正方波驱动信号。根据电压定律,将正方波简化成阶跃波形,建立了驱动信号的电流模型,并进行了参数辨识。在工作频率范围内,电流解析式能准确地表示电流信号。搭建试验平台进行了试验测试,试验结果表明,在工作频率范围内,信号控制器输出的正方波波形优于“信号发生器+功率放大器”产生的方波信号,设定的3路信号能够驱动尺蠖型旋转驱动器产生步进旋转运动。通过优化驱动信号时序,将旋转驱动器最大工作频率由160 Hz提至210 Hz。

采用SMA丝的空间旋转驱动器的设计与试验

旋转驱动器在航天器上应用广泛。由于简单的驱动需求不需要结构过于复杂的驱动器,因此结构简单、性能可靠的旋转驱动器成为研究的热点。形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)驱动器结构简单紧凑、能量密度大、可靠性高、噪声低,拥有传统电机驱动器和液压驱动器所不具备的优势,是一种非常适合用于空间环境的驱动器。文章对一种非缠绕式轴向布置SMA丝的驱动器设计方案进行了设计与试验,分析了驱动器内部SMA丝的变形与受力情况,探讨了提升驱动器输出扭矩与行程的方法,并通过试验进行了验证;基于此设计了一种可以充当主动铰链的旋转驱动器,并通过试验验证了其驱动能力。

港口门座式起重机旋转驱动机构常见故障及解决办法

对于港口门座式起重机来说,旋转驱动机发挥着关键性的作用。通常情况下,港口门座式起重机能否正常运转受驱动机工作质量的直接影响,在对此类问题进行处理时,要对港口门座式起重机旋转结构的常见故障做到了如指掌,积极采取有效的策略来应对出现的各类问题,显著提升故障的排除速度和效率,为港口门座式起重机旋转结构的正常运行提供强有力的支撑。基于此,希望通过本文的讨论,能够为相关从业人员提供一些帮助和参考,进一步提升门式起重机旋转起动器常见故障的维修水平。

压电型步进精密旋转驱动器

提出了一种将压电叠堆驱动元件应用到精密旋转驱动器上的研究方案。在对驱动器机械结构及旋转运动工作原理进行分析的基础上,建立了以压电叠堆为驱动元件的旋转驱动数学模型,采用有限元分析软件对机械结构进行了分析,并从旋转运动分辨率、运动稳定性等方面对所设计加工的样机进行了实验研究。实验结果表明设计的结构具有分辨率高、行程大和运行稳定等优点,克服了目前精密驱动机构存在的位移最小分辨率和大行程共存性不好的问题。

压电旋转驱动器制作及性能测试

提出了通过控制正压力来改变摩擦力的方案,进而研制了一种以压电叠堆为动力转换元件的新型压电旋转驱动器。采用两个驱动用压电叠堆对称布置的方式设计了该旋转驱动器结构,探讨了旋转驱动器运动机理,制作了压电旋转驱动器试验样机并对其进行了试验测试。试验结果表明,该驱动器输出步长线性度较好,当驱动电压为10V、频率为2Hz时,驱动器旋转步长为20μrad。分析了驱动器输出稳定性,针对存在的问题提出通过施加控制系统来有效提高不同起始位置驱动器的运动稳定性。对试验结果进行误差分析,找出了产生误差的原因,为驱动器的进一步优化设计提供了参考。研究证明了该压电旋转驱动器设计方法的可行性,利用该方法可以制作出结构简单,体积小,适合在微驱动领域中应用的驱动器。

应用惯性冲击原理的非对称夹持式压电旋转驱动器的设计

针对目前压电驱动器主要使用非对称锯齿波电信号驱动压电晶体实现驱动的现状,采用对称电压信号驱动压电振子,设计了非对称夹持式压电旋转驱动器。用对称波电信号作用在压电双晶片振子上,产生正反两个方向大小不同的周期性惯性冲击力,驱动机构实现旋转位移。建立了压电旋转驱动器的动力学模型,分析了非对称夹持旋转驱动器实现大小不同惯性冲击力的原理以及压电旋转驱动器的运动过程。组成了压电旋转驱动器的测试系统,在不同电压幅值、频率的方波激励下,对压电旋转驱动器的平均步长进行了测试。结果表明:非对称夹持式压电旋转驱动器能实现较稳定的单向转动,最大行程为360°,最大承载能力超过300g,步长分辨率为5μrad,最大转动速度为4000μrad/s;驱动器样机在20V、2Hz的方波激励下,平均运动步长为12μrad,转动速度为24μrad/s。

新型压电旋转驱动器的设计与试验研究

为简化压电旋转驱动器的结构,提高能量使用效率,设计和研制一种新型压电旋转驱动器。驱动器采用压电双晶片作为原动件,经运动转换机构将其弯曲变形转化为扭转运动,再通过双离合器的耦合传动将扭转运动转化为旋转运动。使用有限元仿真分析方法和试验对驱动器的物理性能进行深入的研究,测得驱动器的关键参数。针对该驱动器的有限元仿真分析和试验研究表明,压电旋转驱动器的转速与驱动信号的频率、电压近似呈线性关系,驱动器具有一定的承载能力。对试验结果与有限元仿真分析结果进行误差分析,找出产生误差的原因,为驱动器的进一步优化设计提供了参考。研究证明了该压电旋转驱动器设计方法的可行性,使用该方法可以制作出结构简单,体积小,适合在微驱动领域中应用的压电旋转驱动器。

高精度压电旋转驱动器的研制

本文提出一种新型旋转驱动器的仿生动作原理，并设计出基于这一原理的驱动器结构及其控制器．驱动器的定子呈圆筒状；转子呈灯笼状，由带压电元件、圆弧缺口支点的一体化机构所组成。驱动器的控制器中有电流环、变位环及校正环节等．这种旋转驱动器具有精度高、步距范围宽、无级可调、内藏传感器、输出性能好及抗负载扰动能力强等特点．

压电式旋转驱动器的设计与实验

为了实现压电驱动器低频率、高效率的输出,设计了一种低频压电式旋转驱动器,这种旋转驱动器结构简单,由低频电源驱动。首先对旋转驱动器进行了结构设计与工作机理分析;然后建立了系统的动力学模型,得出系统输出位移和固有频率表达式;最后制作了实验样机进行实验测试,以微小物料为研究对象,测试驱动器的驱动能力。测试结果表明,当系统频率在91.5Hz时,旋转驱动器性能最佳,输出振动位移大致为45μm,物料移动最大速度为0.15cm/s。

新型压电双晶片式惯性旋转驱动机构设计

提出了一种通过机械方式控制压电驱动机构和接触面间摩擦力矩的有序变化,形成以压电双晶片振子为驱动元件的新型压电惯性旋转驱动机构的研究方案.研究了该机构的运动机理,指出通过改变机构向不同方向运动时和支撑面之间的摩擦系数值,可以实现压电驱动机构的定向运动.对机构惯性冲击力矩的产生、摩擦阻力矩的改变形式进行了分析.设计了压电惯性旋转驱动机构,制作了试验样机,并对相关性能进行了测试.试验结果证明该机构可以实现预期的运动.

新型压电旋转驱动器的设计与性能测试

为了降低压电旋转驱动器的成本,提高承载能力,实现分辨率可调,设计研制一种新型压电旋转驱动器。驱动器采用单个压电堆栈作为原动件,经二级位移放大机构将压电堆栈的变形进行放大,再通过运动转换将放大后的直线运动转化为棘轮转子的旋转转动。制作了压电旋转驱动器样机,对其进行试验测试。试验结果表明:驱动器的输出转角具有很好的可控性,当驱动电压分别为200 V、350 V和650 V时,可获得三种稳定的单步输出转角,旋转分辨率为0.034 9 rad,最大承载扭矩为0.392 N·m。频率为20 Hz时,最大运转速度为2.094 4 rad/s。该驱动器在降低成本的同时,还具有分辨率可调、运转速度较高和承载能力强的优点,在精密驱动和大转角驱动领域有较大的应用潜力。

机构、驱动、检测一体化的压电陶瓷旋转型驱动器的研究

介绍一种结构紧凑、分辨率高、动态性能好、安装方便的压电陶瓷旋转型驱动器。驱动器内部藏有电阻应变式角位移传感器，具有机构、驱动、检测一体化的特点。该驱动器有多个联接结合面，并且结构要素一致，可以方便地与其他旋转型驱动器或直线型驱动器组装成多自由度的微驱动机器人系统。