基于石蜡热膨胀的无缆双向微驱动器研制
讨论了石蜡热膨胀性能,分析国内外基于石蜡热膨胀的微驱动器的工作原理和特点,并介绍笔者研制的一种电磁驱动热膨胀型无缆双向微驱动器。该驱动器基于蠕虫移动原理,并可通过外加磁场控制移动方向,成功地实现了无线驱动方式下的双向运动,使其在大驱动力、大变形量和医用内窥镜方面具有明显的优势。
基于柔性铰链的微位移机构设计
针对传统机械式微位移机构无法达到很高的定位精度,设计了一种用于实现精密定位的压电陶瓷驱动的微位移机构。给出了该机构柔性铰链的设计参数,并计算了铰链材料的强度。利用有限元分析软件ANSYS对微位移机构进行结构静力分析,分析了理论计算与实际机构之间存在的误差,结果表明,所设计的柔性铰链参数是正确的。
石蜡热膨胀性能试验装置的研究
在微机电系统中,为了兼顾作用力强和形变量大两者的统一,采用以石蜡作为热膨胀材料的热驱动方式。介绍了水浴加热石蜡热膨胀性能试验装置,实验结果表明,石蜡在其熔点温度附近,试验中所用石蜡当温度从37℃升高到51℃时,其体膨胀系数可以达到甚至超过10%,而且作用力大;不同成分(C原子)比例的石蜡,其熔点温度变化范围为30-70℃,这使驱动器在不允许有较大温度变化的环境中(如人体内)使用成为可能。
支点变形对水润滑可倾瓦推力轴承起动过程影响
本文中建立了水润滑可倾瓦推力轴承启停过程瞬态模型,采用Hertz接触模型,以自定义可倾瓦推力轴承起动过程发生初始倾斜时刻转速一初始倾斜转速Uft为对象,分析了支点接触与磨损变形量、载荷大小对水润滑可倾瓦推力轴承起动过程影响.初始倾斜转速‰随着支点变形量增大而增大,随着载荷增大而增大.在给定可倾瓦推力轴承可接受初始倾斜转速最大值Uftc。情况下,几何尺寸确定可倾瓦推力轴承载荷及支点变形均存在最大值.采用水润滑可倾瓦推力轴承性能试验台进行模型验证,结果表明:Uft测量值与数值分析结果吻合度较高,误差小于10%;采用加速度传感器及扭矩传感器联合方法可以比较准确地判断出轴承推力瓦发生倾斜时刻,从而确定可倾瓦推力轴承的Uft值.
核主泵备用机械密封材料的摩擦性能研究
采用Falex-1506摩擦磨损试验机,研究了水润滑、室温条件下,载荷和速度对核主泵用机械密封材料:无压烧结碳化硅(WNV2)和碳化硅加碳(CHV1)、反应烧结碳化硅(R)和碳化硅加碳(R2)、石墨(MSMG)在不同配副条件下摩擦学特性的影响规律。使用扫描电镜(SEM),对磨损表面进行了观察和分析。研究结果表明,碳化硅和石墨材料自身的孔隙,在高载荷下容纳了更多的润滑流体,因此,不同配副条件下的摩擦系数均随载荷的增加而减小。另外,滑动速度引起的温度改变通过影响表面层性质影响摩擦力,而碳化硅和石墨在很宽的温度范围内机械性质保持不变,所以摩擦系数随速度的增加基本不变。