【摘要】：近年來,微波真空電子器件憑借其自身高效率、高頻率等得天獨厚的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和電子對抗系統(tǒng)中。其中,螺旋線行波管在軍事國防建設(shè)與國民經(jīng)濟(jì)生活水平提高中起著不可或缺的作用。螺旋線慢波組件是螺旋線行波管的關(guān)鍵組成部分,其裝配精度影響到整管的特性參數(shù)�，F(xiàn)有的螺旋線慢波組件裝配方法中,冷擠壓法工藝簡單,適用于小尺寸結(jié)構(gòu)件,但存在裝配精度要求較高、裝配過程復(fù)雜等不足之處。因此,本文提出并實現(xiàn)了螺旋線慢波組件冷擠壓自動裝配方法,旨在提高冷擠壓法下螺旋線慢波組件的裝配精度和裝配效率,對未來螺旋線慢波組件冷擠壓裝配方法的應(yīng)用與發(fā)展有一定參考價值。主要研究工作如下:(1)在分析螺旋線慢波組件結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上,針對小尺寸螺旋線慢波組件的冷擠壓裝配方法,提出了傳統(tǒng)裝配方法中存在著擠壓精度不高、裝配過程繁瑣、裝配裝置本身存在系統(tǒng)誤差等問題,設(shè)計了一種自動裝配方案,并對其關(guān)鍵部件進(jìn)行了研究。(2)為驗證螺旋線慢波組件冷擠壓自動裝配方案設(shè)計的合理性及可行性,對主要傳動部分進(jìn)行了理論分析計算和同等工況下的有限元仿真分析。推導(dǎo)出了滑套受力與管殼最大變形量之間滿足的理論關(guān)系式,得到了裝置關(guān)鍵部位的設(shè)計滿足要求和自動裝配方案的設(shè)計具有一定可靠性的結(jié)論。(3)為實現(xiàn)螺旋線慢波組件冷擠壓自動裝配方案中所提及的采用伺服電機(jī)自動加載、實時監(jiān)測管殼最大變形量和壓力值,設(shè)計了自動裝配控制系統(tǒng),主要包括硬件部分、軟件部分和人機(jī)交互界面。實現(xiàn)了通過人機(jī)交互界面完成整個裝配過程并實時監(jiān)控管殼壓力值、變形量和電機(jī)轉(zhuǎn)動狀態(tài)。整個系統(tǒng)設(shè)置了過載保護(hù)及行位限制,有效防止機(jī)械傳動過程中出現(xiàn)擠壓過度、損壞設(shè)備的情況。(4)將安裝、調(diào)試完成后的螺旋線慢波組件冷擠壓自動夾持裝置作為試驗臺并借助輔助安裝臺,進(jìn)行了管殼冷擠壓實驗研究和螺旋線慢波組件裝配實驗研究。得到了螺旋線慢波組件冷擠壓自動裝配方案可有效提高組件裝配精度及裝配效率的結(jié)論,同時,驗證了螺旋線慢波組件冷擠壓自動夾持裝置具有一定可靠性和實用性。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG95
【圖文】：

圖 1-1 經(jīng)典螺旋線行波管結(jié)構(gòu)示意圖電子槍：電子槍用于向聚焦結(jié)構(gòu)中發(fā)射具有一定參量的電子注焦極和陽極構(gòu)成[17]。陰極用于發(fā)射電子，目前使用最多的是熱利用燈絲（熱子）對陰極進(jìn)行加熱，到達(dá)一定溫度后，陰極將具力[18]。聚焦極用于對陰極發(fā)射出來的電子進(jìn)行限制和壓縮，使之狀的電子注[19]。陽極用于激發(fā)陰極發(fā)射電子注和對電子注加速。流系數(shù)P表示，可反映陰極發(fā)射電流I 與陽極電壓V 之間的關(guān)系32IPV= （P） 聚焦結(jié)構(gòu)：由電子槍發(fā)射的成形電子注進(jìn)入互作用區(qū)后沿前進(jìn)，可能會打在慢波線上造成破壞，因此，需要聚焦結(jié)構(gòu)對前進(jìn)的，使其聚集成一定范圍內(nèi)的高質(zhì)量電子注。聚焦結(jié)構(gòu)一般置于互要有均勻磁場聚焦結(jié)構(gòu)、周期永磁聚焦結(jié)構(gòu)和靜電聚焦結(jié)構(gòu)三類慢波結(jié)構(gòu)：在慢波結(jié)構(gòu)中，電子注與電磁波相互作用，產(chǎn)生能

以下簡稱為螺旋線慢波組件，其經(jīng)典結(jié)構(gòu)如圖1-2 所示，由螺旋線、介質(zhì)夾持桿和管殼三個部件組成。螺旋線處于管殼中央位置，介質(zhì)夾持桿位于管殼與螺旋線之間且沿周向成120°均勻分布。圖 1-2 經(jīng)典螺旋線慢波組件示意圖螺旋線由金屬絲繞制而成，工作狀態(tài)下用于減慢電磁波速度，須具備足夠的功率承受能力、抗電子轟擊能力和散熱能力，其材料大多采用熔點高、機(jī)械強(qiáng)度好的鉬絲或鎢絲[36]。螺旋線的尺寸偏差對慢波組件色散特性影響很大，因此其厚度、螺距、帶寬及裝配過程中的變形等尺寸必須精確。介質(zhì)夾持桿起導(dǎo)熱和支撐固定的作用。螺旋線十分纖細(xì)，溫度過高時可能會燒毀，僅通過“螺旋線-介質(zhì)夾持桿”和“介質(zhì)夾持桿-管殼”兩個界面散熱，因此，介質(zhì)夾持桿需具備較好的導(dǎo)熱性能，其材料一般選用氧化鈹或氮化硼[37-38]。

圖 1-3 多卡盤型螺旋線慢波組件冷擠壓夾持裝置文獻(xiàn)[52]中介紹了采用立式螺旋線慢波組件冷擠壓夾持裝置進(jìn)行組件方法，夾持裝置如圖 1-4 所示。該方法的裝配過程是：旋轉(zhuǎn)手輪驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)而使擠壓上模向下運動，擠壓放置在擠壓下模V 形槽內(nèi)的管殼；推入介質(zhì)與螺旋線組合件后，松開手輪的同時擠壓上模會被彈簧彈起，此時管殼回組件裝配過程。該夾持裝置避免了文獻(xiàn)[46]方法中夾持裝置需進(jìn)行的大量試工作，但需保證擠壓上模與擠壓下模間的平行度。該夾持裝置采用手動式、在豎直方向上壓力過大、V 形槽磨損等問題都會造成管殼變形量不可

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本文編號：2771039