電磁鉚接作為一種新型鉚接工藝,具有加載速率快、干涉量均勻等特點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于航天航空等領(lǐng)域。在國(guó)外,電磁鉚接設(shè)備已實(shí)現(xiàn)了手持式,并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在國(guó)內(nèi),由于對(duì)電磁鉚接技術(shù)研究還不完善,導(dǎo)致研制的手持式電磁鉚接設(shè)備存在充電速度慢、能量利用率低和鉚槍笨重等缺點(diǎn)。本文通過(guò)電路仿真、數(shù)值求解和試驗(yàn)相結(jié)合的方法,在充電回路、放電回路和控制系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)手持式電磁鉚接設(shè)備進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。在充電回路分析中,基于恒流充電的基礎(chǔ)上通過(guò)理論推導(dǎo)和電路仿真研究了不同連接方式對(duì)電容組充電時(shí)間、各電容器電壓分配及放電電流幅值的影響。研究結(jié)果表明,采用恒流充電能實(shí)現(xiàn)快速充電,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;相比于電容并聯(lián)充電而言,多組電容串聯(lián)使用時(shí)易造成電壓分配不均;電容組采用兩兩串聯(lián)后再四組并聯(lián)充電能夠更有效的縮短電容組充電時(shí)間,能提高放電電流上升速率和放電電流幅值,進(jìn)而提高設(shè)備的能量利用率。在放電回路分析中,以同軸雙圓環(huán)線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)為基本單元,通過(guò)累加求和的方法建立了成形線(xiàn)圈與驅(qū)動(dòng)銅片整體互感值方程和放電回路參數(shù)方程,借助實(shí)測(cè)值對(duì)模型進(jìn)行修正及數(shù)值求解。研究結(jié)果表明,提高放電電壓,有利于增大電磁力,成形線(xiàn)圈內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)軸向?qū)挾群蛷较驅(qū)挾确謩e在5～15mm和1～2.5mm范圍內(nèi)變化時(shí),電磁力先增大后減小。通過(guò)人工魚(yú)群算法得到較優(yōu)的鉚槍設(shè)計(jì)參數(shù)為:r_(xw)=25mm、a_x=0.9mm、b_x=10mm、b_c=7mm、K=5.1×10~4N·m~(-1)、C_d=180N·s·m~(-1)、m_(rz)=1.2kg,根據(jù)優(yōu)化后的參數(shù)對(duì)手持式電磁鉚槍結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在控制系統(tǒng)分析中,以PLC作為設(shè)備主體控制元件,并選用觸摸屏作為人機(jī)界面。根據(jù)設(shè)備所需功能,分別對(duì)設(shè)備總體控制系統(tǒng)硬件及軟件進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了PLC與恒流充電電源的自由口通訊及外部電路控制,達(dá)到了手持式電磁鉚接設(shè)備可視化控制的目的。在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上將各部分進(jìn)行加工和組裝,對(duì)手持式電磁鉚接設(shè)備進(jìn)行了整體調(diào)試,結(jié)果表明,采用恒流充電單次充電時(shí)間小于6s,可實(shí)現(xiàn)一分鐘10次的鉚接;鉚槍重量為2.75kg,便于手持;在500V內(nèi)可實(shí)現(xiàn)φ6mmA11040鉚釘?shù)你T接,在700V下可實(shí)現(xiàn)φ8 mmA11040鉚釘?shù)你T接。
【學(xué)位單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TG49
【部分圖文】：

１．２電磁鉚接原理與特點(diǎn)逡逑電磁鉚接是電磁成形技術(shù)在機(jī)械連接領(lǐng)域的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電能－磁場(chǎng)能－機(jī)械能的逡逑轉(zhuǎn)換。電磁鉚接原理如圖１－３所示，按照電磁鉚接的工作過(guò)程可將其劃分為充電回路，逡逑

１．２電磁鉚接原理與特點(diǎn)逡逑電磁鉚接是電磁成形技術(shù)在機(jī)械連接領(lǐng)域的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電能－磁場(chǎng)能－機(jī)械能的逡逑轉(zhuǎn)換。電磁鉚接原理如圖１－３所示，按照電磁鉚接的工作過(guò)程可將其劃分為充電回路，逡逑

逑接設(shè)備進(jìn)行研宄。逡逑．１）sE逡逑圖１－１手持式電磁鉚槍?zhuān)龋龋担埃常郏保罚葸妶D１－２應(yīng)用于空客Ａ３８０自動(dòng)鉆鎖［１８］逡逑１．２電磁鉚接原理與特點(diǎn)逡逑電磁鉚接是電磁成形技術(shù)在機(jī)械連接領(lǐng)域的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)電能－磁場(chǎng)能－機(jī)械能的逡逑轉(zhuǎn)換。電磁鉚接原理如圖１－３所示，按照電磁鉚接的工作過(guò)程可將其劃分為充電回路，逡逑放電回路及控制系統(tǒng)。在充電回路中，交流電首先經(jīng)過(guò)變壓器升壓及整流元件整流后逡逑對(duì)電容器組充電，當(dāng)電容組兩端電壓等于預(yù)設(shè)充電電壓后，斷開(kāi)充電回路，接通放電逡逑回路，電容組中儲(chǔ)存的能量通過(guò)成形線(xiàn)圈瞬間釋放并在成形線(xiàn)圈周?chē)a(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，由逡逑于磁場(chǎng)的作用使得驅(qū)動(dòng)銅片中產(chǎn)生感應(yīng)渦流，進(jìn)而產(chǎn)生渦流磁場(chǎng)，原磁場(chǎng)和渦流磁場(chǎng)逡逑的相互作用在放大器的輸入端形成一歷時(shí)短，強(qiáng)度高的應(yīng)力脈沖并經(jīng)過(guò)不斷的反射和逡逑透射［４２

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本文編號(hào)：2807858