一种可承受径向和轴向载荷的超声悬浮轴承

发布时间：2019-04-15 19:14

【摘要】：基于压电驱动原理和超声波近场悬浮技术,提出了一种可同时承受径向和轴向载荷的超声悬浮轴承方案。此方案只依靠单一激励源即可实现双向支承,结构紧凑,控制简单。为准确预测超声轴承的工作频率和声阻抗,建立了超声轴承的声阻抗网络模型;利用有限元分析(FEA)方法,对超声轴承径向和轴向辐射面的振幅进行了仿真计算;研制了超声悬浮轴承原理样机并开展了轴承悬浮承载能力测试实验。实验结果表明:超声悬浮轴承具有良好的悬浮效果,可承受较大的径向载荷和一定的轴向载荷。此类超声轴承的研究可为未来新型轴承结构的研发开拓新的思路。
[Abstract]:Based on the piezoelectric driving principle and the ultrasonic near-field suspension technology, an ultrasonic suspension bearing with both radial and axial loads is proposed. The scheme can realize two-way support by relying on a single excitation source, and has the advantages of compact structure and simple control. In order to accurately predict the working frequency and acoustic impedance of the ultrasonic bearing, the acoustic impedance network model of the ultrasonic bearing is established, and the amplitude of the radial and axial radiating surface of the ultrasonic bearing is simulated and calculated by the finite element analysis (FEA) method. The principle prototype of ultrasonic suspension bearing was developed and the bearing suspension bearing capacity test was carried out. The experimental results show that the ultrasonic suspension bearing has good suspension effect and can bear large radial load and certain axial load. The research of this kind of ultrasonic bearing can open up new ideas for the research and development of the new type of bearing structure in the future.
【作者单位】： 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室
【基金】：国家自然科学基金(61403106) 高等学校学科创新引智计划(B07018) 中央高校基本科业务费专项资金(HIT.NSRIF.2014051)~~
【分类号】：TH133.3

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 田丰君;车小红;杨志刚;姜斌;姚雪峰;;双向支撑超声波悬浮轴承的设计[J];光学精密工程;2009年04期

2 常颖,吴博达,杨志刚,程光明,田丰君;超声波悬浮推力轴承承载能力及减摩性能[J];吉林大学学报(工学版);2004年02期

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1 刘家郡;超声悬浮/气浮的混合悬浮及其行波驱动机理及实验研究[D];吉林大学;2013年

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1 王冬;超声悬浮轴承及微小电机机械特性测试技术研究[D];南京航空航天大学;2010年

【共引文献】

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1 王洪臣;杨利;杨志刚;刘磊;;超声振动承载气膜对电机转子悬浮支承与减摩的研究[J];润滑与密封;2015年12期

2 王洪臣;杨志刚;刘磊;杨利;;基于轴向支撑超声波悬浮高速电机的研究[J];压电与声光;2015年05期

3 鲁建东;赵贝贝;;机械振动对凹版滚筒与刮墨刀间摩擦力的影响[J];中国印刷与包装研究;2014年05期

4 陈超;王均山;刘通;;超声悬浮式陀螺的结构设计及悬浮特性分析[J];振动.测试与诊断;2013年06期

5 陈超;李繁;贾兵;王均山;;轴/径向耦合式非接触型压电作动器的研究[J];中国机械工程;2013年22期

6 焦晓阳;刘建芳;刘晓论;孙旭光;;超声驻波悬浮能力特性[J];吉林大学学报(工学版);2013年02期

7 王胜光;马希直;;气体挤压膜承载能力的实验研究[J];机械制造与自动化;2013年01期

8 彭太江;杨志刚;田丰君;程光明;曾平;阚君武;;轴系超声波悬浮支撑技术研究[J];光学精密工程;2008年10期

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1 李文俊;考虑表面因素的气体动压与挤压悬浮特性研究[D];湖南大学;2018年

2 王洪臣;基于超声波悬浮支撑的电机转子悬浮机理及实验研究[D];吉林大学;2017年

3 张海岛;单或多端输出的纵振动方向变换体振动特性的理论及实验研究[D];陕西师范大学;2016年

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1 滑宇翔;超声悬浮轴承径向承载特性分析及实验研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

2 王亚星;固体内声悬浮微粒操控系统研究与设计[D];杭州电子科技大学;2014年

3 杨康;基于超声波/声波能量耦合机理的钻探器研究[D];南京航空航天大学;2012年

4 于会民;V形直线超声电机弹性夹持装置的研究[D];南京航空航天大学;2011年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前7条

1 曾平;曹永昌;程光明;杨志刚;田丰君;;超声波轴承减摩机制分析[J];润滑与密封;2006年10期

2 常颖,彭太江,阚君武,杨志刚,吴博达;超声振动对摩擦系数影响的试验研究[J];压电与声光;2003年06期

3 黄明军,周铁英,巫庆华;超声振动对摩擦力的影响[J];声学学报;2000年02期

4 解文军,曹崇德,魏炳波;声悬浮的实验研究和数值模拟分析[J];物理学报;1999年02期

5 程光明,曾平,邱晓阳,铃木胜羲,广濑精二;超声振动减摩现象的研究[J];压电与声光;1998年05期

6 刘克，，李晓东;空气声中非线性声学研究[J];科技导报;1995年10期

7 莫纪华;挤压气膜阻尼作用研究[J];声学学报;1991年02期

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本文编号：2458412