浅析静压支撑技术在高端试验装备领域的应用

高精度、高刚度、低摩擦的机械加载传动是航空航天、轨道交通、工程机械等众多领域关键零部件性能测试的重要支撑,而相对运动部件间产生的摩擦损耗会对精度和寿命产生极大的影响。静压支撑技术在高端试验装备领域的应用,使得相对滑动面之间充盈着高刚度静压支撑油膜,可实现近乎无摩擦的相对运动。采用静压支撑技术的静压支撑伺服作动器,试验频率可高达500Hz。采用平面静压支撑近乎无摩擦滑移与球面静压支撑近乎无摩擦翻转的复合结构,可实现多自由度约束全解耦。     

静压轴承在伺服作动器中的应用

探讨设计一种适合伺服作动器工况的液体静压轴承结构及相关附件的结构形式,为静压轴承在伺服缸的实际应用提供一定参考。     

变刚度支撑圆窗激振压电作动器优化设计

针对现有临床上所用的圆窗激振式人工中耳作动器存在和圆窗膜不匹配、初始压力无法监控的问题,结合人耳解剖结构,设计了一款变刚度支撑式压电作动器。首先建立作动器与人耳耦合模型;然后基于该模型对作动器位移放大器、支撑弹簧、压电叠堆的关键参数进行了优化分析;最终通过试验测试作动器输出性能。试验结果表明,所设计的压电作动器实现了初始压力的监控;且谐振频率高达5 160 Hz,高频特性优越。满足圆窗激振的需求,有利于补偿感音神经性患者的听力损伤。     

微摩擦高频宽电液伺服作动器

前言电液伺服作动器在飞机、舰艇、坦克等地面模拟器的可动座舱与操纵人感系统中作为驱动和加载的核心装置。其性能的优劣直接影响着模拟的真实性。多年来所采用的常规伺服作动器,存在着摩擦力大、频宽低和加速度干扰等弊病,严重地影响着系统的控制精度。我们研制的LSWZ2A001型圆锥式静压支承电液伺服作动器不但具有低摩擦和高     

液压机器人作动器建模及关节转角跟踪控制

针对液压四足机器人作动器伺服精度较差问题,分别推导电液伺服作动器在摆动相、刚性支撑相和弹性支撑相的等效模型,分析各作动器模型特点,提出比例内环自适应幅相控制外环的复合控制策略,应用比例控制器保证位置内环的稳定性,采用自适应幅相控制器进行幅值和相位补偿。通过机器人单腿测试平台进行控制策略验证,实验结果表明:所提控制策略可使系统幅值衰减小于2%,相位滞后小于4°,验证了此方法的有效性。     

直驱式电静液作动器的车载调平系统控制策略

直驱式电静液作动器(EHA)因高度集成、结构紧凑、使用维护方便、功率电传、无油管、低污染等优点,非常适合用于在恶劣环境下工作的武器发射平台或装备支撑平台的调平作动器。但采用直驱式EHA进行四腿调平时,因EHA中的液压泵流量死区和刚性平台调平过程中各作动器之间存在交叉耦合影响,导致作动器定位调节时间较长并且在调平过程中产生"虚腿"问题,降低了调平过程的精度和平台稳定性。针对刚性平台空载条件进行静力学分析,提出采用多段非线性PID控制算法,以及追逐最高点法消除位置耦合,通过测量EHA中作动筒上腔压力判断是否存在"虚腿"问题。实验结果表明,平台完成调平后,倾角误差由±3°降低到±0.02°,各作动器上腔压力大于0.5 MPa,满足支撑要求。     

飞行模拟座舱的电液伺服驱动机构

本文介绍了六自由度飞行模拟座舱的结构和运动模型。根据飞行环境的特殊要求，对驱动飞行模拟座舱的静压支承电液伺服作动器的结构参数和特性进行了设计和分析     

浅谈发动机涡轮泵动静压轴承研究状况

以液体火箭发动机涡轮泵为典型应用背景,讨论了液体动静压滑动轴承的技术特点及其用于液体火箭发动机涡轮泵转子支撑的研究进展情况;得出了液体动静压滑动轴承可用于液体火箭发动机涡轮泵转子支撑的结论,同时提出了待解决的关键技术。     

主动静压气体润滑支承的研究进展

主动静压气体润滑支承可提高其承载力、动刚度和抗扰动能力,成为近期流体润滑学术界的研究热点问题。综述真空预载、电磁预载和压电主动控制的静压气体润滑支承研究现状,分析压电主动控制的静压气体润滑支承的研究进展以及存在的问题,指出主动固有节流器、主动控制节流器或气膜形状可控节流器相结合的主动气体润滑支承,是静压气体润滑支承研究的重点和未来主要发展方向。     

分布式双向可倾瓦动静压推力轴承的静动特性研究

针对机床主轴对推力轴承的高刚度与高精度要求,用可倾瓦块代替部分静压油垫,提出了一种由可倾瓦块和静压油腔联合承载的分布式双向可倾瓦动静压推力轴承.首先建立了分布式双向可倾瓦动静压轴承的润滑模型,提出了基于平衡点性能合成的轴承静动特性计算方法.针对案例轴承对节流器的结构参数进行了优化,分析了载荷、转速、单边间隙和预负荷系数...     

一种新型结构的动静压混合径向滑动轴承

本文提出了一种具有良好动静压综合性能的新型结构的动静压混合径向滑动轴承。该轴承不仅在理论上具有合理性，而且具有一定的工程应用价值。理论计算和分析表明，该轴承的静压支承能力较之普通的浅腔式轴承得以大幅度提高，使转轴在启动和停车阶段能够获得可靠的油膜支承作用。此外，由于用浅腔节流和环面节流替代了传统的外节流器设计，有效地解决了静压轴承使用中经常出现的节流器堵塞问题。试验研究证明了理论分析的正确性。     

初压力控制式圆窗激振压电作动器设计与优化

针对临床上所用的圆窗激振人工中耳不是针对该激振方式设计,存在术后补偿性能个体差异大、性能不稳定、增益值达 不到理论值的问题,设计了一款作动端与圆窗膜尺寸匹配、初始压力可控的圆窗激振压电作动器。 首先,结合人耳解剖结构,设 计了作动器的机械组成结构及宏观尺寸;其次,对弯张放大器进行受力分析,采用粒子群算法对弯张放大器进行优化设计,以获 得最优输出位移放大倍数;再次,构建了压电作动器-人耳耦合力学模型,分析了支撑弹簧横截面积与压电叠堆层数对作动器 听损补偿性能的影响,确定了该设计参数;最后,根据确定的设计尺寸制造了压电作动器样机,搭建了激光测振试验台,对压电 作动器的动态特性进行了测试。 试验结果表明,所设计的圆窗激振式压电作动器作用在圆窗膜上的初始压力可控,且具有工作 频带宽(100~ 10 000 Hz)、谐波失真低(THD≤0. 29% )的优点。 该压电作动器适用于圆窗激振的听力损伤补偿,为混合性听力 损伤的临床治疗提供一种新的方案。     

基于轴向及径向刚度对直驱转台动静态特性影响的研究

针对铣车复合加工中心直驱转台中轴承刚度和静压支撑刚度对其动静态特性的影响,提出将轴承和静压支撑等效为若干弹簧方法。同时,对轴承刚度和静压支撑刚度进行计算,并运用有限元方法对直驱转台在不同工况下的动静态特性进行分析,得到直驱转台的动静刚度均满足设计要求。此外,讨论了恒流式静压导轨中的油膜压力对直驱转台动态特性的影响规律,得出油膜压力的提高可以提高3~6阶固有频率值,不能提高1,2阶固有频率值。这将为直驱转台进一步的结构优化提供理论基础和指导。     

基于NACA翼型的燃气轮机排气扩压器支撑保护罩气动外形优化研究

针对某型号燃气轮机径向排气扩压器支撑保护罩气动特性问题,基于保护罩原气动型线,结合NACA翼型对其进行了优化,并设计了两种新的气动外形。采用稳态和瞬态数值模拟的方法研究了配有10%、50%、90%这3种不同支撑保护罩的排气扩压器径向高度横截面的马赫数分布,支撑保护罩下游的总压损失系数,排气扩压器的静压分布、静压恢复系、通道涡、出口静熵以及透平末级静叶、动叶尾迹对排气扩压器静压恢复系数的影响。稳态研究结果表明:新设计的两种支撑保护罩气动外形延迟了保护罩表面气流分离,其下游总压损失系数降低,排气扩压器静压恢复系数有明显提升;瞬态研究结果表明:透平末级静叶和动叶尾迹对径向排气扩压器静压恢复系数影响较小。     

机电作动器系统设计及动态特性研究

针对舰艇上现有的液压作动器系统体积较大,安装、维护比较复杂的问题,设计一套机电作动器系统,以取代液压作动器系统。首先进行机电作动器系统方案的设计,根据所需推力及寿命要求,合理设计电动缸的结构。建立机电作动器的AMESim模型,仿真分析其跟踪性能以及刚度对跟踪性能的影响,并从实验的角度分析研究它的动态特性。通过与液压作动器进行对比,发现机电作动器不但结构简单紧凑,体积小,而且动态性能明显优于液压作动器。     

新型电动作动器控制精度及机液耦合性能研究

传统的电动作动器依靠丝杠传递载荷,作动器的应用范围因功率问题受到限制。针对此问题,提出一种新型电动作动器,它采用丝杠传动——液压助力的方式工作,有效解决了电动作动器的功率问题。比较分析两种控制策略下作动器的控制精度,并对作动器的机液耦合性能进行了研究,验证了作动器的可行性和可靠性。     

动静压轴承支撑高速主轴系统基本性能分析

以高速主轴水润滑动静压轴承为基础,在双动静压轴承支撑主轴系统实验平台上,分析转速、供水压力、载荷等基本运行参数对系统基本性能的影响,并采用不平衡轴承质量法识别了系统支撑轴承的动特性系数。结果表明:轴承-转子系统静态刚度随供水压力和载荷的增大而增大;流量随供水压力升高而增大,而随转速变化较小;利用不平衡轴承质量法识别系统支撑轴承的动特性系数与理论一致性。     

机电作动器产热与传热特性实验研究

针对用于多电飞机的机电作动器,通过实验研究的方法,明确机电作动器在不同工况下的产热特性,并测定各工况温度以获得机电作动器的热量传输特性。结果表明:机电作动器的主要热源为永磁电机,"高作动速度、大出力"的工况是机电作动器面临的最恶劣工况,仅凭自然对流换热无法将热量有效散出。通过实验阐明了机电作动器在典型工况下的产热与传热规律,为机电作动器散热方法与技术的研究指明方向。     

一种并联式半主动悬架作动器研究

提出了一种并联式滚珠丝杠半主动悬架作动器结构。建立了滚珠丝杠作动器数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件对并联式滚珠丝杠半主动悬架作动器进行了阻尼特性与馈能特性仿真,验证了结构的可行性。仿真结果表明:作动器阻尼力为0~1200N;作动器在低频振动下可以产生的馈能电压为0~6V,馈能功率为0~80W,馈能效率为41.61%~48.72%。在参数优化的基础上试制了作动器物理样机,齿轮采用铝制材料经线切割而成,因此作动器响应速度良好,最后进行了作动器馈能特性试验。     

一种柴油机半主动电磁作动器的设计及特性仿真

柴油机半主动隔振电磁作动器通过改变电流来改变作动器的刚度,达到柴油机减振目的。为了提高控制效果,要求作动器的位移和电磁力尽可能满足线性关系。在仿真研究电磁作动器的结构参数与位移-电磁力曲线关系,并经过实验验证后,一种具有良好线性特性的作动器结构被设计。