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超声波悬浮能力及其试验研究 被引量：5
1
作者 彭太江 杨志刚 +1 位作者 阚君武 曾平 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期229-231,235,共4页
研究超声波近场悬浮能力构造超声波轴承,通过近场悬浮特性和压电振子振动模态分析,利用自行设计的悬浮能力试验装置测试得出超声振动对物体具有悬浮能力。这种悬浮能力随振幅增大而增强,由于悬浮间隙的存在,能主动形成动压润滑气膜,减... 研究超声波近场悬浮能力构造超声波轴承,通过近场悬浮特性和压电振子振动模态分析,利用自行设计的悬浮能力试验装置测试得出超声振动对物体具有悬浮能力。这种悬浮能力随振幅增大而增强,由于悬浮间隙的存在,能主动形成动压润滑气膜,减小了物体间的摩擦磨损。 展开更多
关键词 超声波悬浮 超声振动 换能器 减摩 超声波轴承
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压电驱动的超声悬浮精密轴承静动态承载特性 被引量：4
2
作者 贾颖 李东明 +2 位作者 赵玉龙 崔云先 费继友 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1103-1109,共7页
为研究超声悬浮轴承的静、动态承载特性,设计了一种压电陶瓷驱动的全包围结构超声悬浮轴承。分析了气体挤压膜润滑承载机理,在等温隔热条件下,根据牛顿流体的气体动力学理论,建立了描述轴承启动阶段及支撑回转体稳定旋转阶段气膜压力的... 为研究超声悬浮轴承的静、动态承载特性,设计了一种压电陶瓷驱动的全包围结构超声悬浮轴承。分析了气体挤压膜润滑承载机理,在等温隔热条件下,根据牛顿流体的气体动力学理论,建立了描述轴承启动阶段及支撑回转体稳定旋转阶段气膜压力的静、动态雷诺方程。采用有限差分法并利用MATLAB自定义函数的功能,对超声悬浮轴承的静态及动态承载力进行了数值计算。为验证理论计算的正确性,通过轴承样机自悬浮实验验证轴承悬浮特性的理论计算结果,得出在其谐振频率下,相同结构尺寸及悬浮参数的轴承静态承载力理论计算值与测量值之间的误差为8.33%;在挤压数为100,2~5μm合理初始间隙下,动态悬浮力理论计算值与实验测量值相吻合。考虑样机结构特性引起的能量转换误差及实验环境因素影响,误差在合理允许范围之内,验证了理论分析及计算的正确性,对超声悬浮轴承的理论研究及设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 超声悬浮轴承 压电陶瓷 挤压气膜 承载力
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超声波轴承用挤压式压电换能器的共振频率 被引量：4
3
作者 李东明 崔爽 +2 位作者 丛琳皓 王道顺 崔玉国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2423-2430,共8页
设计了一种超声悬浮轴承用新型径向挤压式压电换能器,用于验证超声波轴承径向共振频率理论计算的正确性。基于弹性理论、压电方程和机电类比原理,建立压电换能器机电等效电路图,理论推导出了压电换能器径向振动的共振频率方程;然后,应用... 设计了一种超声悬浮轴承用新型径向挤压式压电换能器,用于验证超声波轴承径向共振频率理论计算的正确性。基于弹性理论、压电方程和机电类比原理,建立压电换能器机电等效电路图,理论推导出了压电换能器径向振动的共振频率方程;然后,应用Matlab软件计算出了压电换能器的共振频率。采用有限元软件对已知结构尺寸的换能器进行模态分析,计算出压电换能器所需振型及该振型下的共振频率,数值仿真分析了换能器结构尺寸对换能器共振频率和径向振幅的影响。最后,设计了一台样机,从理论、仿真及实验三方面对其共振频率进行验证。实验结果显示:换能器径向振动共振频率的理论值与实验结果相对误差为5.89%,仿真值与实验结果误差为3.53%。实验结果证明了理论计算方法的正确性,为压电挤压换能器的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 超声悬浮轴承 压电换能器 机电等效电路 共振频率 模态分析
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超声悬浮轴承系统振幅衰减自抗扰控制 被引量：2
4
作者 宋昀光 孙晓东 +2 位作者 范尊强 田丰君 石要武 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2015年第1期26-32,共7页
为提高超声悬浮轴承系统轴系转速的稳定性,设计了自抗扰控制器,即在保证系统的核心器件压电换能器工作在谐振状态的前提下,通过对换能器输出振幅的控制,实现超声悬浮轴承系统稳定运行的控制目标。根据压电换能器的机电等效模型以及实验... 为提高超声悬浮轴承系统轴系转速的稳定性,设计了自抗扰控制器,即在保证系统的核心器件压电换能器工作在谐振状态的前提下,通过对换能器输出振幅的控制,实现超声悬浮轴承系统稳定运行的控制目标。根据压电换能器的机电等效模型以及实验参数,利用Matlab 7.0软件仿真环境,搭建了Simulink仿真系统,测试了系统的阶跃响应、抗扰动性能。仿真实验结果表明,与PID(Proportion Integration Differentiation)控制器相比,该自抗扰控制器具有较好的响应速度,而且当工况发生变化时,能很好地控制振幅的衰减,抗干扰能力良好。 展开更多
关键词 超声悬浮轴承 自抗扰控制 压电换能器 振幅 衰减
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挤压膜轴承静态承载特性研究
5
作者 李东明 任彦霖 +1 位作者 贾颖 高云莉 《轴承》 北大核心 2017年第11期12-16,共5页
为研究超声悬浮轴承的静态承载特性,设计了一种径向包容式超声悬浮气体挤压膜轴承。在分析挤压气膜润滑悬浮机理的基础上,利用曲线拟合方法求解挤压气膜模型曲线和厚度方程,根据黏性气体动力学理论建立了描述挤压气膜压力分布的Reynold... 为研究超声悬浮轴承的静态承载特性,设计了一种径向包容式超声悬浮气体挤压膜轴承。在分析挤压气膜润滑悬浮机理的基础上,利用曲线拟合方法求解挤压气膜模型曲线和厚度方程,根据黏性气体动力学理论建立了描述挤压气膜压力分布的Reynolds方程。采用有限差分法对挤压气膜的压力方程进行离散与差商替换,利用MATLAB自定义函数的功能对离散后的挤压膜方程进行数值计算,对气体挤压膜轴承的悬浮力进行了仿真并通过试验验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 空气轴承 超声悬浮轴承 挤压气膜 承载力
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