隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,機械制造業(yè)對材料、零部件及整機的性能試驗方面提出了更高的要求,尤其是提高加載效率,降低試驗成本、提高試驗水平等方面。本文用直線電機作為作動器的驅(qū)動源,提出解決直線電機作動器輸出力不足這一難題的方法,并對材料試樣進行大載荷高頻加載實驗驗證。直線電機是一種無需利用任何中間傳動機構(gòu)就能將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運動機械能的動力裝置,能量轉(zhuǎn)換效率極高。但直線電機自身輸出力值較小,使其在運用上比較受限制。本文主要針對直線電機在某些場合應用時輸出力值不足的問題,并取其可高頻運動的優(yōu)點,主要采用兩臺同步運動的永磁同步直線電機作為直線電機作動器的驅(qū)動源,并將該作動器應用到10KN電子式動靜萬能試驗機中,利用共振原理來提升直線電機作動器的輸出載荷,并利用其自身高頻輸出的優(yōu)點,以實現(xiàn)大載荷高效加載。首先,本文基于解決直線作動器在某些場合輸出力值不足,設計出一臺百千牛級大載荷加載的直線電機作動器,闡述該作動器的原理,即完成基于兩臺永磁同步直線電機同步使用為驅(qū)動源的直線電機作動器的搭建,并將其應用于10kN電子式動靜萬能試驗機中。針對作動器的關鍵零部件進行靜力學仿真分析,計算出應力及變形等,... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

永磁同步直線電機

吉林大學碩士學位論文10霍爾元件散熱外罩溫度傳感器行程開關光柵編碼器導軌滑塊組自鎖裝置勵磁繞組永磁鐵動子連接件動橫梁圖2.1直線電機作動器結(jié)構(gòu)示意圖直線電機作動器在使用時所產(chǎn)生的磁場是由兩部分疊加而成的，一部分是永磁體發(fā)出的恒定磁場1，另一部分則是線圈在通入交變電流后產(chǎn)生的交變磁場2。依據(jù)磁阻理論可知，磁感線總是會選擇路程上磁阻最小的進行閉合。由于兩部分磁場之間彼此作用，從而產(chǎn)生沿線圈（永磁體）方向的力，使直線電機作動器按驅(qū)動控制系統(tǒng)給定的頻率做直線運動。直線電機作動器在滿足力學性能要求的基礎上，要確保其精度和效率，還要保證對產(chǎn)品的操作及維護方面簡便舒適，以及美觀等特點，獨特的外觀設計，優(yōu)越的產(chǎn)品性能，并且具有實用的特點。本文設計的作動器裝配圖如圖2.2所示。圖2.2作動器裝配圖

吉林大學碩士學位論文14動子連接件之所以采用鋁制材料，是因為其質(zhì)量相對較小，具有良好的導熱特性，并且不會對磁通有影響。其次，鋁類材料密度很小，在盡可能滿足強度的設計要求下，需要節(jié)省材料，一能夠?qū)⑵浜涂諝獾慕佑|面積變得更為廣泛，提升設備的散熱面積；二能夠?qū)⒆鲃悠鲃幼咏M的質(zhì)量減小，使其在保障輸出載荷不變的情況下，輸出頻率以及加速度變得更大等。圖2.5動子芯三維模型及實際安裝情況2.4導向系統(tǒng)選擇及應用直線電機其與傳統(tǒng)的電機相同，也需要支撐部件，而且為保證它運動中的方向，需要對運動部分進行指引。目前，滾動直線導軌是直線電機支撐及導向最簡單最實用的方法，圖2.6為直線導軌在直線電機支撐與導向中的應用實例。已經(jīng)標準化的直線導軌有著良好的性能，導軌與滑塊之間不存在側(cè)向力，理論上無摩擦，并且許用速度快，能夠靈活根據(jù)具體要求達到自潤滑的效果。在任何條件下，摩擦是始終伴隨著我們的，這也與預緊的狀態(tài)、所承受的力有著重要關系。摩擦力等于摩擦系數(shù)與摩擦方向垂直的正壓力的乘積，直線導軌滑塊一旦選定，則摩擦系數(shù)為一固定值，所以摩擦力的大小與施加正壓力的大小是正比的關系。因此，要盡量減小正壓力，不要使負載與正壓力處在相同的方向，以期望使阻力變校但這對于頻率較大的加載系統(tǒng)來說相當關鍵，如果因為摩擦而產(chǎn)出的熱量沒有傳播出去，會急劇磨損導向零部件。因此，在下一章直線電機作動器的應用介紹中，采用作動器垂直方向放置，這樣放置會使摩擦力變校


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