空气弹簧在光学平台隔振系统中的应用研究

发布时间：2020-09-05 07:35

　　 在精密仪器仪表、精密测量、精密加工等技术的发展过程中,精密机械系统的工作平台的振动控制技术始终是需要解决的根本问题。 本文以研究精密光学平台的振动控制为主要目的,积极吸收相关学科的新思想、新理论、新技术,采用理论研究与计算机仿真相结合的研究方法,系统地进行了平台的动力学分析和振动控制的技术基础研究。 本文从满足光学平台的隔振要求出发,讨论了光学平台的主、被动控制问题。首先,本文详细分析了作为振动隔离关键部件的空气弹簧的性能,着重讨论了空气弹簧刚度与工作压力、附加气室体积的函数关系,分析了阻尼对隔振传递率的影响;其次,给出了一般振动意义下的光学平台的动力学方程,求解了结构的固有特性、研究了支腿的分布问题;最后,对系统进行了主、被动控制的设计,并分别进行了计算机仿真分析,说明隔振系统的效果。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TB535.1;TH135
【部分图文】：

第二章 空气弹簧的性能分析空气弹簧因其固有频率低和承载能力大等特点在车辆和精密设备的隔振中得到广泛应用。本章讨论了空气弹簧刚度与工作压力、附加气室体积的函数关系，分析了阻尼对隔振传递率的影响，仿真说明了空气弹簧的隔振效果。2.1 空气弹簧概述2.1.1 空气弹簧的基本结构空气弹簧是一种在柔性密闭的橡胶气囊中加入压力空气，利用空气的压缩弹性进行工作的非金属弹性元件，具有缓冲，减振，隔振及自动调整车体承载面高度而不随载荷变化等特点。根据橡胶气囊工作时的变形方式的不同，空气弹簧主要有囊式空气弹簧、膜式空气弹簧和混合式空气弹簧三种类型。空气弹簧系统一般由上盖板、橡胶气囊、下座、附加空气室和高度调整阀等组成。

空气弹簧在光学平台隔振系统中的应用研究小，还可以通过附加气室，实现自控调节。.1.2 空气弹簧的特点[20]-[25]（1）空气弹簧的刚度小。空气弹簧的刚度，可借助改变附加气室的容积进行择，其刚度随着附加气室容积的增大而减小，可使空气弹簧在其标准高度附近有较低的刚度值，因而工作柔和。（2） 空弹簧的刚度随载荷而改变，故在不同载荷下，其固有频率几乎保持变。对于空气弹簧，当载荷增加，弹簧的内压也增加，弹簧的承载能力随内压正比地增加，而弹簧常数又随内压成正比增加，所以刚度随载荷变化，系统的有频率几乎不变，故系统的隔振效果也近似不变。

利用高度控制阀，使空气弹簧在任何载荷下保持一定的工作高度。如图2.3所示，当载荷增加而平台下沉时，控制阀的控制杆下降，使装配在内部的进气阀打开，增压空气进入弹簧内，从而使平台恢复到原来高度；反之，当载荷减少而平台上升时，控制阀的控制杆 图 2.3 带高度控制阀的空气弹簧上升，使排气阀打开，空气弹簧内的空气排到大气中，从而使平台恢复到原来的高度，因此有利于工程应用。同时高度控制阀既是检测元件又是控制元件，它随时检测空气弹簧的变形并控制该弹簧的充气和排气

【引证文献】

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本文编号：2812740