轴向挤压圆盘式电流变传动机构的设计与研究

发布时间：2020-06-04 04:13

【摘要】：电流变技术是一门高新技术。在外加电场的作用下，可以在液体和固体间连续快速的转化，且这种转化是可逆和可控的。由于具有这种奇特的效应，因而在机电传动与控制系统领域有着广泛应用前景。 目前，国内外已有很多科研机构和企业参与了电流变技术的研究，但在他们所设计的电流变应用装置中，电流变液的流动模式大多为基于平动式或剪切式，由于都只是单纯的剪切方式，其旋转或平动无法产生挤压力来增加转矩或力，传递的力矩比较小，只能适用于小功率场合。本文设计开发了一种较新型的电流变传动机构：旋转及轴向运动圆盘式电流变传动机构，其流体工作模式是复合型的，即剪切—挤压式。旋转及轴向运动圆盘式电流变传动机构是电流变技术在机电传动与控制领域的一项突破，它具有响应快速、易于计算机控制和实现无级调节等优点。 本文提出了一个计算圆盘、轴向挤压的电流变传动机构的实用计算公式，表明挤压产生的电流变效应由两部分组成，一是挤压运动产生圆盘平均间隙变化，引起平均电场强度的变化；另一是挤压运动使电流变液的力学性能变化。采用轴向运动幅值与圆盘平均间隙的比值作为描写电场强度因素和流体力学性能因素的参量。研究表明，这个半理论半经验公式物理概念清晰、使用方便，具有工程应用价值。 本文运用虚拟仪器技术，采用了在工程上易学易用的图形化编程语言——LabVIEW，与电流变技术相结合，构成了旋转及轴向运动圆盘式电流变传动机构的测控系统，可方便地实现对步进电机、异步电机的控制以及对机构的力矩进行迅速、精确的测量、分析与控制。 本文通过对大量的实验数据进行分析，讨论了旋转及轴向运动圆盘式电流变传动机构传递的力矩与外加电压、双圆盘相互转速、结构尺寸之间的关系，分析了如何获得该机构良好的动态性能，得出旋转及轴向运动圆盘式要比单纯的剪切式所传递的力矩大将近一个数量级的结论，为进一步的基础理论研究和电流变的工程应用提供了实验依据，并说明了其构思方法的可行性。
【图文】：

3(2.13)[嘴+2气气]’图2.3表示圆盘之间最小间隙凡与余弦变化间隙的幅值对x的影响。图2.3凡与气对X的影响从图2.3看出，随圆盘间最小间隙气减小，，x变大;随轴向运动幅值气增大，x变大。但气必须保证电流变液不被击穿。若定义轴向运动幅值与平均间隙比值为兄:兄_一压一-与十气(2.14)从(2.9)式得到:几气U‘嵘(匆+气)，(2.15)[l一兄2]2

图2.5a和入对x的关系5绘出a和入对x的关系。它表明了:随a和入的增加，x变大;当a>4，x变大迅速增大，可以增大几个数量级。再讨论(2.18)式中有关参数:)分子(共)a代表挤压产生电流变液材料力学性质变化引起的修正数，、l一兄‘确定;一般轴向往复运动，当兄=0当兄令1l1一兄11一兄一)1o<;<1，1<-上-<。:1一元代表无轴向往复运动;代表两圆盘将相接触;分式二-了代表由于圆盘轴向运动产生电场强度变化的修正数。[l一兄，]万
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH139

【引证文献】

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1 冯建华;电流变效应微磨头研抛加工研究及电磁流变微细加工实验装置研制[D];广东工业大学;2007年

本文编号：2695875