基于Labview虚拟仪器的导电滑环检测系统设计与研究

针对目前导电滑环在模拟空间环境试验过程中,关键技术指标难以进行有效检测的问题,基于Labview虚拟仪器设计了一种可用于模拟空间环境试验的检测装置,该装置可准确模拟导电滑环在空间环境条件下的真实工况,通过对导电滑环的接触电阻变化值、摩擦力矩性能指标进行检测,并对检测结果进行分析研究,可验证导电滑环在模拟空间环境下的各性能指标,从而保证导电滑环的产品质量,对导电滑环的生产与使用具有重要意义。     

空间导电滑环技术研究与发展综述

空间导电滑环是通过弹性电刷在导电环道内的滑动电接触来实现航天器连续转动部分和相对固定部分间传输电功率和电信号的关键部件,目前工程上对空间服役环境下导电滑环磨损量、摩擦力矩波动、接触电阻及电噪声等方面性能表现不稳定尚缺乏有效解决方法。空间导电滑环技术研究涉及材料、机械、物理、化学、空间环境等多学科概念及理论,通过梳理导电滑环近些年来的研究热点和难点,发现其性能实现与接触表面粗糙度、材料硬度、电刷压力、耐磨性、抗疲劳性、耐腐蚀性、真空下的自润滑、微重力环境等相关。目前对空间导电滑环电接触表面的微观特征及其演化过程、滑动电接触的磨损机制及磨屑运动路径和电传输性能及其控制方面的研究还存在不足,现有的知识储备和技术储备不足以支撑在轨更长寿命、更高可靠、更稳定运行的空间导电滑环研制,亟需提高对导电滑环在空间极端工况及多场耦合条件下相关特性的科学认识,以期为保障航天器在轨安全运行提供更多的理论指导和技术支持。     

航天用导电滑环失效建模与工艺优化研究

航天信号传输系统是航天系统的生命线,而导电滑环是航天系统信号传输系统的重要组成部件,是整星少数几个单点失效环节之一。由于导电滑环的工作环境中涉及电流和摩擦影响,使得滑环处于多场耦合的复杂环境,导致对其进行物理建模尤为困难;同时由于滑环价格高、试验过程复杂的特点,更进一步增加滑环研究的难度。为了提升航天信号传输系统稳定性与可靠性,对航天系统中重要的信号传输部件导电滑环进行失效物理建模,并基于模型对滑环工艺进行优化。针对导电滑环运行原理和失效特点,将滑环失效的关键部位摩擦副产生的磨屑量作为滑环性能退化特征量;应用赫兹接触理论和传热学方法分别计算摩擦副磨损过程中的接触区域变化和温度变化,量化热力电多场耦合对摩擦副磨损的影响;同时结合磨损计算方法建立多物理场耦合磨损模型,对摩擦副磨损寿命进行预测,达到对滑环可靠性与稳定性提升的目的。通过与真实滑环磨损试验数据进行对比,验证模型的正确性,并将该模型应用于实际的滑环摩擦副工艺设计。结果表明,多场耦合模型可有效揭示滑环摩擦副微观运作机理并实施寿命预测,进而可靠地实施滑环工艺优化,提高滑环寿命与运作可靠性,满足新一代长寿命卫星空间无故障长期可靠运行的需...     

空间用导电滑环真空高低温摩擦力矩特性分析

为研究空间用导电滑环在热真空试验过程中的摩擦力矩特性,根据滑动电摩擦理论和摩擦学理论,从同真空和温度两方面对导电滑环的环-刷摩擦副和轴承摩擦副的摩擦力矩特性进行分析。分析结果表明:真空环境主要影响环-刷摩擦副的摩擦界面特性,造成摩擦副摩擦因数增大,从而导致摩擦力矩增大;高低温环境主要影响轴承的预紧力,在高温环境下影响较小,在低温环境下导致预紧力增大,摩擦力矩显著增大。通过搭建摩擦力矩测试系统,对理论分析结果进行了验证。试验结果表明:真空和高低温环境下滑环摩擦力矩分别约为常温常压下摩擦力矩的1.2和1.4倍;滑环摩擦力矩受轴承摩擦力矩影响较大,环-刷摩擦副对摩擦力矩影响较小。     

一种导电滑环轴系加载测量装置北大核心

针对飞行器导电滑环轴系轴向预载荷难以控制的问题,设计了一种导电滑环轴系加载测量装置,介绍了该设备的测量原理及主要结构设计。试验表明:该装置可以在轴系额定的轴向预载荷下直接测量出装配过程中框架定位面与轴承加载面之间的高度差数值,根据此高度差数值修研端盖台阶厚度,从而方便装配人员对修磨量的控制和把握,保证滑环组件的预载荷要求,使轴承刚度、精度、转速处于最优状态,从而提高滑环组件的装配质量和装配效率。     

应用于水下微型潜器的导电滑环结构设计

针对水下微型潜器移动控制的普遍性技术难题,设计了一种导电滑环接线结构。该结构能够实现水下微型潜器灵活的移动控制,实现了稳定的信息数据传输。导电滑环通过采用滑动轴承链接,使微型潜器可实现水下定位的无限制转动。同时,滑动轴承与套筒发生相对转动时,通过采用套筒内部的滑槽结构,使滑动轴承上的凸起触点与滑槽内部的定子直接接触,消除了连接线处的扭转力,提高了导电滑环的使用寿命。     

导电加热切削中电参量的检测与系统控制

对导电加热切削中的主要电参数进行了分析与检测,研制出控制检测系统,对导电加热切削过程实现了实时在线适应性控制。     

15MW汽轮发电机滑环的现场修复

正发电机正常运行时,碳刷总是与滑环接触摩擦,由于碳刷、滑环的加工精度及安装调整、运行保养等各种原因,滑环在长期运行过程中出现磨损或烧蚀,使发电机发生建压困难、运行中功率因数调整不灵敏及发电机运行不稳定等问题。根据发电机的运行和维护要求,当滑环烧蚀深度1 mm,烧损面积20%时,已影响设备正常运行,需要停产检修。我厂15 MW汽轮发电机是发电车间的重要设备,     

预载荷空心圆柱滚子轴承的动态刚度分析

对预载荷空心圆柱滚子轴承的动态刚度进行了分析.在考虑经典Hertz弹性接触、空心滚子变形和润滑的基础上,建立了滚子-滚道接触副的接触模型.进而在考虑离心力的情况下,计算了预载荷空心圆柱滚子轴承的动态刚度,得到轴承的刚度是随内圈旋转而周期性波动的,并分析了外载荷、空心度、过盈量和滚子个数对轴承动态刚度的影响.