對(duì)軸進(jìn)行支承的零部件就是軸承,其功用是支撐軸及軸上零件使之傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。軸承對(duì)軸支承過程中的摩擦造成能量損耗和摩擦表面物質(zhì)的喪失或遷移,直接影響著整個(gè)軸系的旋轉(zhuǎn)精度及整部機(jī)器的性能。利用超聲振動(dòng)來減小對(duì)軸支承中的摩擦是一種全新的設(shè)想。本文對(duì)利用壓電換能器振子進(jìn)行超聲振動(dòng)懸浮與減摩的機(jī)理作了分析,論證了依靠螺栓緊固型壓電換能器構(gòu)造懸浮軸承的可行性。設(shè)計(jì)制造出超聲振動(dòng)對(duì)軸支承結(jié)構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析。 具體研究?jī)?nèi)容如下: 1.超聲波懸浮的物理基礎(chǔ)從最基本的壓電理論入手,系統(tǒng)地闡述關(guān)于壓電效應(yīng)、壓電陶瓷、壓電方程的建立以及壓電振子等相關(guān)知識(shí)。 2.壓電換能器的設(shè)計(jì)制作及性能分析對(duì)形成超聲振動(dòng)與減摩的關(guān)鍵部件——壓電換能器的性能進(jìn)行了大量理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。建立壓電換能器的振動(dòng)方程,根據(jù)相應(yīng)的邊界條件確定超聲振動(dòng)對(duì)軸支承用壓電換能器的尺寸;設(shè)計(jì)、制作了超聲振動(dòng)對(duì)軸支承用壓電換能器并對(duì)換能器的基本振動(dòng)參數(shù)如換能器阻抗、諧振頻率等進(jìn)行測(cè)試;通過實(shí)驗(yàn)分析了預(yù)應(yīng)力的大小對(duì)振子性能的影響;對(duì)超聲換能器進(jìn)行阻抗匹配實(shí)驗(yàn)研究。 3.利用有限元軟件對(duì)壓電換能器進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析用有限元法對(duì)三種結(jié)構(gòu)的換能器的振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行分析,確定形成最佳超聲振動(dòng)減摩與懸浮的效果的壓電換能器的振動(dòng)參數(shù);利用有限元分析振子前蓋板的長(zhǎng)度對(duì)振動(dòng)頻率的影響;在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)三種結(jié)構(gòu)的振子進(jìn)行諧響應(yīng)分析。 4.超聲振動(dòng)對(duì)軸支承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及測(cè)試分析設(shè)計(jì)制造超聲振動(dòng)對(duì)軸徑向支承機(jī)構(gòu)并對(duì)其的基本懸浮與減摩性能進(jìn)行試驗(yàn)分析,測(cè)試了超聲振動(dòng)狀態(tài)下?lián)Q能器輻射端面與其他構(gòu)件形成摩擦副時(shí)的懸浮間隙;超聲振動(dòng)對(duì)軸徑向支承結(jié)構(gòu)支撐端面的動(dòng)摩擦力矩的測(cè)量。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類】：TH133.3
【部分圖文】：

－3 超聲懸浮輸送

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文摩擦地穩(wěn)定懸浮起來。如果懸浮間隙較小時(shí)（幾個(gè)到幾十個(gè)微米），物體 壓電陶瓷之間的摩擦系數(shù)將變得很小。超聲波振動(dòng)懸浮能將輕小物體穩(wěn)定地浮起來，此種性能可應(yīng)用于某些特殊要求的非接觸輸送。圖 1-3 所示為超聲輸送機(jī)構(gòu)（日本專家研制），用兩個(gè)換能器，一個(gè)發(fā)射聲波，一個(gè)接收聲波在振動(dòng)平臺(tái)上形成行波，被懸浮物體在振動(dòng)平臺(tái)上沿著行波行進(jìn)的方向前進(jìn)送到目的地。日本東京工業(yè)大學(xué)上羽中村研究室從 1997 年開始研究超聲波浮現(xiàn)象，它們主要是利用彎曲振動(dòng)源（flexural source）的振動(dòng)形成對(duì)物超聲換能器放線輪

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文摩擦地穩(wěn)定懸浮起來。如果懸浮間隙較小時(shí)（幾個(gè)到幾十個(gè)微米），物體 壓電陶瓷之間的摩擦系數(shù)將變得很小。超聲波振動(dòng)懸浮能將輕小物體穩(wěn)定地浮起來，此種性能可應(yīng)用于某些特殊要求的非接觸輸送。圖 1-3 所示為超聲輸送機(jī)構(gòu)（日本專家研制），用兩個(gè)換能器，一個(gè)發(fā)射聲波，一個(gè)接收聲波在振動(dòng)平臺(tái)上形成行波，被懸浮物體在振動(dòng)平臺(tái)上沿著行波行進(jìn)的方向前進(jìn)送到目的地。日本東京工業(yè)大學(xué)上羽中村研究室從 1997 年開始研究超聲波浮現(xiàn)象，它們主要是利用彎曲振動(dòng)源（flexural source）的振動(dòng)形成對(duì)物超聲換能器放線輪
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 唐文斌;超聲懸浮夾持裝置的研究[D];大連理工大學(xué);2007年

2 羅雅靜;單軸式環(huán)形夾持力超聲懸浮裝置的研究[D];陜西師范大學(xué);2010年

3 盧曉靜;拋物線旋轉(zhuǎn)聚焦輻射體聲懸浮裝置的研究[D];陜西師范大學(xué);2010年

4 劉磊;超聲近場(chǎng)懸浮實(shí)驗(yàn)研究與工具頭設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2855773