發(fā)布時間：2017-09-10 01:18

  本文關(guān)鍵詞：新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的設(shè)計與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 永磁聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)設(shè)計 永磁傳動參數(shù) 調(diào)速性能 控制過程

【摘要】：永磁聯(lián)軸器脫胎于永磁傳動技術(shù),具有非接觸傳遞、軟啟動、自帶過載保護(hù)等優(yōu)點。高性能永磁材料釹鐵硼被開發(fā)出來之后,永磁聯(lián)軸器的成本大大降低。人們對它的關(guān)注和研究越來越多,開發(fā)出了不同形式、不同功能的永磁聯(lián)軸器,例如盤式永磁聯(lián)軸器、筒式永磁聯(lián)軸器、限矩型永磁聯(lián)軸器、調(diào)速型永磁聯(lián)軸器等等,使聯(lián)軸器的應(yīng)用場合大大增加。可調(diào)速永磁聯(lián)軸器通過改變銅環(huán)和永磁盤之間的間隙改變輸出轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。目前通行的可調(diào)速異步永磁聯(lián)軸器存在諸多不足,包括結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)節(jié)不利、轉(zhuǎn)動慣量較大等等。針對上述不足,本文以一臺功率為7.5kW,轉(zhuǎn)速1440r/min的電機(型號為Y132M-4)為原動機,設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、調(diào)節(jié)精確的盤式異步可調(diào)速永磁聯(lián)軸器。隨后分別用數(shù)值計算和有限元仿真兩種方法對轉(zhuǎn)矩傳遞桿進(jìn)行強度校核,驗證了轉(zhuǎn)矩傳遞桿可以滿足力學(xué)性能。設(shè)計出新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器之后,需對其永磁傳動部分的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在ANASY Maxwell中創(chuàng)建永磁傳動部分的模型,然后控制變量,分別對各個參數(shù)進(jìn)行仿真分析,得出在本課題的條件下,最優(yōu)永磁體極數(shù)為12極,最優(yōu)永磁體厚度為30mm,最優(yōu)銅環(huán)厚度為5mm,銅環(huán)和永磁體之間的最小間隙為2mm,最大間隙為20mm。調(diào)速機構(gòu)是可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的重要組成部分。調(diào)速性能的好壞直接影響到聯(lián)軸器的工作性能。為研究調(diào)速系統(tǒng)的性能,首先推導(dǎo)出伺服驅(qū)動系統(tǒng)和絲杠傳動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,然后將這兩個模型結(jié)合起來導(dǎo)入到MATLAB Simulink中,進(jìn)行仿真分析。從仿真結(jié)果可以看出,添加編碼器反饋后,調(diào)速性能有明顯的改善,選擇合適的放大器參數(shù)后,系統(tǒng)具有良好的調(diào)速性能,滿足要求。完成新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的設(shè)計與研究之后,還要設(shè)計其控制方案,使新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器在工作時能滿足各種要求。為此,本文首先明確了新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的控制要求,針對要求設(shè)計出了伺服調(diào)速系統(tǒng)的運行控制線路圖,然后編寫了PLC的控制程序,使系統(tǒng)能夠正常運行,滿足控制要求。最后用西門子S7-200 CN對編寫的程序進(jìn)行了實驗,實驗結(jié)果表明,程序中沒有錯誤,PLC可以正常運行。綜上所述,新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器不僅可以解決目前可調(diào)速永磁聯(lián)軸器中的問題,還具有成本低廉、控制方便等優(yōu)點。通過分析,可以發(fā)現(xiàn)新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器在力學(xué)方面、永磁傳動方面、調(diào)速性能方面均能滿足要求。
【關(guān)鍵詞】：永磁聯(lián)軸器 結(jié)構(gòu)設(shè)計 永磁傳動參數(shù) 調(diào)速性能 控制過程
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題的背景及意義10
• 1.2 永磁聯(lián)軸器的分類10-12
• 1.3 永磁傳動技術(shù)的發(fā)展歷程12-13
• 1.4 永磁聯(lián)軸器的發(fā)展?fàn)顩r13-15
• 1.4.1 國外發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.4.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.5 課題的研究內(nèi)容15-16
• 2 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)設(shè)計16-26
• 2.1 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及原理16-18
• 2.2 主要零部件的作用18-19
• 2.3 轉(zhuǎn)矩傳遞桿的強度校核19-24
• 2.3.1 數(shù)值計算20-22
• 2.3.2 有限元分析22-24
• 2.4 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的優(yōu)點24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的傳動參數(shù)優(yōu)化26-36
• 3.1 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器傳動部分的模型26-29
• 3.2 永磁體極數(shù)的確定29-31
• 3.3 永磁體尺寸的確定31-32
• 3.3.1 永磁體截面形狀的確定31-32
• 3.3.2 永磁體厚度的確定32
• 3.4 銅環(huán)尺寸的確定32-34
• 3.4.1 銅環(huán)內(nèi)外徑的確定33
• 3.4.2 銅環(huán)厚度的確定33-34
• 3.5 最大間隙與最小間隙的確定34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 4 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的調(diào)速性能研究36-49
• 4.1 伺服驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型36-42
• 4.2 絲杠傳動部分的數(shù)學(xué)模型42-43
• 4.3 伺服調(diào)速系統(tǒng)仿真分析43-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 5 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的控制過程49-62
• 5.1 新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的控制要求49-50
• 5.2 控制線路圖50-53
• 5.3 PLC控制程序53-57
• 5.4 PLC控制實驗57-61
• 5.4.1 實驗用具57
• 5.4.2 實驗步驟57-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 6 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果67-68
• 致謝68

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1 裴彩絮;聯(lián)軸器孔與軸配合的選擇[J];設(shè)備管理與維修;2001年09期

2 王玉良;永磁聯(lián)軸器的系列化[J];磁性材料及器件;2002年06期

3 靳光法;幾種新型聯(lián)軸器[J];機械工程師;2002年01期

4 舒家駿;陳永昌;;國內(nèi)市場上常見的聯(lián)軸器[J];裝備機械;2003年01期

5 劉利東;幾種新型聯(lián)軸器簡介[J];林業(yè)機械與木工設(shè)備;2003年03期

6 吳曉紅;新型高彈聯(lián)軸器[J];機械研究與應(yīng)用;2003年03期

7 陳松,徐文峰;淺談泵用聯(lián)軸器的選型[J];水泵技術(shù);2003年05期

8 駱紅 ,阮忠唐;聯(lián)軸器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中幾個問題的商榷[J];機械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量;2004年10期

9 ;便捷可靠的飛輪聯(lián)軸器[J];現(xiàn)代制造;2005年09期

10 開天;正確選用聯(lián)軸器[J];現(xiàn)代制造;2005年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張繼乾;賈勝磊;;聯(lián)軸器的選型及其維護(hù)[A];中國計量協(xié)會冶金分會2010年會論文集[C];2010年

2 陳健康;;大型軋鋼電機大軸軸端配裝客戶聯(lián)軸器的方法(摘要)[A];2010全國機電企業(yè)工藝年會《上海電氣杯》征文論文集[C];2010年

3 王琢貴;;淺談大型設(shè)備聯(lián)軸器的拆裝方法[A];第3屆全國煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2008年

4 趙廣;劉占生;王永亮;陳鋒;;不同類型聯(lián)軸器對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速影響理論與試驗研究[A];第八屆全國轉(zhuǎn)子動力學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2008年

5 匡俊;馬崢;馬玉順;李啟飛;余天樂;朱兵;;永磁聯(lián)軸器的散熱及噪聲分析[A];第十一屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨第二十四屆全國水動力學(xué)研討會并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會文集（下冊）[C];2012年

6 馬曉軍;;聯(lián)軸器找正時的測量方法[A];2009年河北省軋鋼技術(shù)與學(xué)術(shù)年會論文集（下）[C];2009年

7 郭建文;;聯(lián)軸器綜合故障檢測裝置[A];2010全國機械裝備先進(jìn)制造技術(shù)(廣州)高峰論壇論文匯編[C];2010年

8 郭建文;;聯(lián)軸器綜合故障檢測裝置[A];節(jié)能減排 綠色制造 智能制造——低碳經(jīng)濟下高技術(shù)制造產(chǎn)業(yè)與智能制造發(fā)展論壇論文集[C];2010年

9 吳華模;程東;趙玉東;紀(jì)建國;宋瑞;曹志棟;;鼓形滾珠聯(lián)軸器在軋機上的應(yīng)用[A];2012年河北省軋鋼技術(shù)暨學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2012年

10 申屠留芳;張相炎;;新型關(guān)節(jié)軸承式疊片聯(lián)軸器[A];第十四屆全國機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會暨第二屆海峽兩岸機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏雙林;冀聯(lián)精心打造聯(lián)軸器基地[N];中國化工報;2004年

2 魏雙林;河北冀州聯(lián)軸器占據(jù)國內(nèi)四成市場[N];中國工業(yè)報;2011年

3 魏雙林;冀州聯(lián)軸器廠產(chǎn)品創(chuàng)新添活力[N];經(jīng)理日報;2003年

4 科文;加速技術(shù)創(chuàng)新 提升產(chǎn)品檔次[N];中國冶金報;2009年

5 魏雙林;冀州市聯(lián)軸器廠產(chǎn)品創(chuàng)新添活力[N];中國冶金報;2003年

6 林林;河北冀州市聯(lián)軸器廠新品開發(fā)“因市而動”[N];現(xiàn)代物流報;2007年

7 本報記者 魏雙林;“冀聯(lián)”創(chuàng)新利器辟出新天地[N];現(xiàn)代物流報;2011年

8 記者 魏雙林 通訊員 劉桂春;冀聯(lián)加速新品研發(fā)開拓市場[N];中國冶金報;2006年

9 高廣洲;利用定位環(huán)解決聯(lián)軸器互換難題[N];世界金屬導(dǎo)報;2014年

10 ;“首鋼長白”推出三項新產(chǎn)品[N];中國冶金報;2001年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 王學(xué)鋒;滑移型三叉式聯(lián)軸器的抗磨損結(jié)構(gòu)及其潤滑特性[D];青島科技大學(xué);2010年

2 趙廣;轉(zhuǎn)子—聯(lián)軸器—軸承—隔振器系統(tǒng)耦合動力學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

3 申屠留芳;關(guān)節(jié)軸承式疊片聯(lián)軸器的設(shè)計研究[D];南京理工大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 毛新星;液體粘性聯(lián)軸器的特性及內(nèi)流場的數(shù)值模擬研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2009年

2 朱華衛(wèi);液體粘性聯(lián)軸器特性及其檢測方法研究[D];浙江大學(xué);2006年

3 劉景明;高速柴油發(fā)電機組軸系聯(lián)軸器參數(shù)匹配研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 劉文俊;MW級風(fēng)電聯(lián)軸器裝配工藝及仿真分析[D];西南交通大學(xué);2015年

5 宋健;機車牽引齒輪用端齒聯(lián)軸器的參數(shù)計算與強度分析[D];大連交通大學(xué);2015年

6 鄭成龍;考慮聲—固—熱耦合影響的盤式可調(diào)速永磁聯(lián)軸器降噪研究[D];山東大學(xué);2015年

7 歐國威;聯(lián)軸器的計算機輔助工藝設(shè)計研究[D];武漢輕工大學(xué);2015年

8 張秀秀;基于粘性聯(lián)軸器的新型電驅(qū)動防滑系統(tǒng)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

9 邰志恒;新型可調(diào)速永磁聯(lián)軸器的設(shè)計與優(yōu)化[D];鄭州大學(xué);2016年

10 尤文;基于計算機模擬仿真的聯(lián)軸器—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)力學(xué)特性研究[D];上海師范大學(xué);2016年

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本文編號：823879