具有径向和轴向复合承载能力的超声悬浮轴承特性研究

发布时间：2022-07-03 15:17

　　轴承是动力机械设备中的重要基础零部件。轴承可实现对机械运动部件的支承,降低相对运动过程中的摩擦,保证机械运动精度。轴承的应用相当广泛,轴承技术也因应用场合的特殊要求而不断发展。超声轴承将压电驱动原理和超声近场悬浮技术相结合,借助压电换能器产生的声辐射力实现对载荷的悬浮支承。与传统非接触轴承相比,超声轴承具有设计简单、启停平稳、控制容易、运行和维护成本低等特点。因超声轴承在径向具有自动调心功能,其极限转速较高。超声轴承的研究可推动新型非接触轴承技术的发展,拓宽轴承的应用领域。本文提出了具有双向承载能力的超声轴承结构,并开展了轴承的悬浮理论及实验研究。基于夹心型压电换能器的驱动原理,通过改变振动输出端的截面尺寸,改变超声波在固体中的传播路径,将压电激励源产生的纵向振动转换成输出端的双向振动。根据近场悬浮理论,提出了一种依靠单一激励源就能实现双向支承的单轴悬浮超声轴承结构。采用电声等效的方法,建立了超声轴承的声电阻抗网络模型,获得了超声轴承的输出阻抗特性,可准确预测轴承的工作频率和最小阻抗。基于有限元法,对轴承开展了模态分析和谐响应分析,获得了超声轴承不同谐振频率下的模态振型,预测出超声轴承... 

【文章页数】：156 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

Hashimoto提出的非接触运输系统

多换能器组合式非接触运输器

PZT贴片式板型非接触运输器

【参考文献】：
期刊论文
[1]气体挤压膜边界影响分析[J]. 郑东桂,马希直.  机械制造与自动化. 2015(05)
[2]柔性铰链径向气体挤压膜轴承的设计及优化[J]. 郑东桂,马希直,张文轲.  润滑与密封. 2014(08)
[3]近场超声悬浮启浮瞬态行为的理论分析及实验测试[J]. 马希直,王挺,王胜光.  声学学报. 2014(01)
[4]超声悬浮式陀螺的结构设计及悬浮特性分析[J]. 陈超,王均山,刘通.  振动.测试与诊断. 2013(06)
[5]近场超声悬浮承载能力及影响因素的理论及实验研究[J]. 马希直,王胜光,王挺.  中国机械工程. 2013(20)
[6]超声悬浮气浮混合式悬浮的承载力特性研究[J]. 刘家郡,江海,尤晖,焦晓阳,刘建芳,杨志刚.  西安交通大学学报. 2013(05)
[7]弯曲振动模态下近场悬浮力问题[J]. 贾兵,陈超,赵淳生.  压电与声光. 2013(01)
[8]轴/径向耦合式球转子非接触式压电作动器的研究[J]. 王均山,沙立,李繁,陈超,严小军.  导航与控制. 2012(04)
[9]航空发动机主轴轴承润滑与冷却技术研究[J]. 王振岭,葛泉江,林国昌.  航空发动机. 2012(03)
[10]非接触式球形转子压电作动器的研究[J]. 陈超,李繁,严小军,贾兵,沙立.  中国电机工程学报. 2012(06)

博士论文
[1]纵弯复合型超声电机激励方法与实验研究[D]. 杨小辉.哈尔滨工业大学 2016
[2]声悬浮优化设计理论及其应用研究[D]. 解文军.西北工业大学 2002

硕士论文
[1]超声悬浮陀螺仪的多物理场耦合有限元分析[D]. 陈耕潮.南京航空航天大学 2014
[2]近声场悬浮式压电作动器及其在陀螺仪中的应用[D]. 王均山.南京航空航天大学 2014
[3]单轴声悬浮装置的ANSYS仿真实验研究[D]. 廖然.陕西师范大学 2013
[4]超声激励的气体挤压膜直线导轨及其控制器的研究[D]. 朱达云.南京航空航天大学 2012



本文编号：3655121