超声激振双刃镗刀精密深孔镗削的试验研究

通过切削试验研究了超声激振双刃镗刀镗削深孔的过程和效果,分析了超声激振双刃镗削的切削机理,讨论了切削参数对加工表面粗糙度的影响规律。

超声波振动镗孔镗刀的设计

设计了一种满足超声波振动镗孔要求的镗刀。阐述了设计方法,介绍了镗刀的结构形式、刀具材料、切削刃几何参数等的选用方法,并对结构尺寸进行了计算。

超声波扭转振动镗孔装置设计

根据分离型振动切削原理设计了一种振动频率为20·7kHz、振幅为15μm的扭转振动装置。该装置由两个纵向换能器、两个纵向变幅杆、一个扭转变幅杆和支座组成,使用时将其安装在车床上,可对精密深孔进行超声振动镗削。

一种新型杆式行波型超声电机的研究

以提高新型杆式超声电机转速、负载能力和能量转换效率为目标 ,对电机定子、转子的结构和接触模型进行了研究。以有限元分析计算为基础提出了新的电机定子结构 ,使定子在定子、转子接触面处的振幅加大 ;提出并应用了柔性转子的概念 ,使定子、转子在接触面上的径向相对滑动大为减小。用实验方法对电机机械性能进行了测试和分析 ,得出电机定子 (兰杰文振子 )的预压力以 2 0 0 0N左右为佳 ,定、转子间最佳的预压力 35N。实测工作频率为 38.7kHz时 ,无负载转速为 2 2 5r/min ,堵转力矩为 4 2N·m 。

行波超声波电动机“跑道”形压电振子的模态分析

研究超声物料输送装置的压电振子,其工作模态为面内弯曲振动。通过动态设计找出两个频率相等波长相差45°的弯曲振型,实现跑道形振子面内弯曲行波,使上下横梁产生微观运动,通过物料与振子间的摩擦力完成物料输送。

超声波振动器四端网络设计

从机械四端网络的分析出发,建立了超声振动器振动系统及换能器、变幅杆、振动棒的机械四端网络数学模型,分析了其频率方程和两端振速比。

基于ANSYS的径向驻波型超声波电机设计与分析

研究了一种采用径向振动的驻波型超声波电机。首先分析了电机的结构,然后利用有限元分析软件ANSYS建立定子有限元模型,基于该模型分析了压电陶瓷的结构尺寸对定子振动特性的影响,进而确定了定子的结构尺寸,并进一步分析了定子的瞬态响应特性。最后根据理论分析结果试制了样机,对样机进行了试验测试,测试结果表明,所设计的电机具有较好的输出性能。

硬岩掘进机的动力吸振方案优化研究

针对某隧道掘进工程中硬岩掘进机(TBM)的振动进行了实地测量。通过现场测试的结果可以看出,TBM推进系统在整个工作过程中振动剧烈,且主梁振动加速度响应在15Hz附近处出现明显的峰值。为降低TBM推进系统的振动水平,提出利用动力吸振器对TBM系统的振动进行抑制的方案。传统动力吸振器必须要有足够的附加质量才能达到良好的吸振效果,然而,TBM系统质量巨大且安装空间有限,吸振器的附加质量很难做到足够大。为此提出应用杠杆机构来实现放大吸振器的附加质量的方案,并设计了适用于TBM推进系统的动力吸振器。通过TBM整机—动力吸振器动力学建模分析,得到系统的频率响应函数,进而利用定点理论求得吸振器的最优同调条件与最优阻尼条件,最后对比传统动力吸振器和质量放大吸振器对主系统的抑振效果。结果表明,优化后的质量放大吸振器在吸振效果上较传统动力吸振器具有明显的优势。

面向高效推进的硬岩隧道掘进机前支撑刚度优化设计

隧道开挖主要由硬岩隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)的刀盘系统破岩过程和推进系统的推进过程实现,但破碎硬岩时刀盘的振动可导致推进效率的下降,也可造成关键部件的破坏。以TBM的抑振减损、高效推进为目标,开展了对其刀盘振动影响较大的前支撑刚度等参数的优化设计。首先,建立了TBM刀盘系统与推进系统的集中参数模型,分析了主要部件在破岩激励下的响应;其次,分别以刀盘的振动烈度和机器的推进能效比为目标函数,对前支撑刚度和推进刚度开展多目标优化,得到了优化问题的Pareto前沿;最后,通过对Pareto前沿进行拟合和采样,获取对应不同工况的前支撑刚度的取值空间。研究成果对工程实际中TBM的减振增效、优化设计具有指导意义。