冲击式动态参数平台结构设计+文献综述(3)
1.4 本文的主要工作
本文主要做了如下工作：
第一章绪论部分介绍了本次课题研究的内容以及国内外在该课题方面的研究现状，说明我们课题研究的目标以及研究手段。
第二章介绍了机械系统结构的整体的设计，并对几个重要部分进行概述。
第三章详细地介绍了系统提升机构的设计，包括工作原理以及电机和滚珠丝杠的选型等。
第四章为重锤的设计，有重锤的结构图和装配图，对锤的质量，尺寸，工艺进行详细阐述。
第五章液压缸系统的设计，包括其工作原理和部件的设计。
2 机械系统整体设计
2.1 整体结构
设计的冲击式动态参数平台的机械装置基本结构如图2.1.1所示，主要功能单元分为：1）撞击装置和重锤子系统，2）框架，3）提锤子系统，4）液压缸系统。其中提锤子系统主要包括步进电机、滚珠丝杠（含直线定位组件）和电磁铁三大部分。
冲击式动态参数平台结构示意图如图2.1.1所示。
图2.1 冲击式动态参数平台结构示意图
2.2 工作过程
冲击式动态参数平台的工作过程如下所述：落锤由电磁控制释放装置从指定的高度释放，电磁铁断电释放重锤，重锤沿导轨自由下落，打击液压缸，通过液压缸上的压力传感器可以得到压力值。通过安装在落锤装置上的传感器可以测得速度、位移和加速度等参数。
2.3 系统装置的结构
由装置的工作过程可知，该装置实现上述功能，必须由以下几部分组成。
2.3.1 压力发生器部分为产生类正弦压力曲线的油缸和其辅助部件。
这部分的主要功能是承受重锤下落压力并产生类似正弦的曲线，在四周装有压力传感器，重锤锤头上装有测力传感器，通过测力传感器可以测得重锤下落打击在液压缸上所产生的压力[5]。
这部分的主要问题是防止活塞承受压力时由于油缸内液体产生的很大压力而使液压油从活塞与油腔间的缝隙溢出，从而影响液压缸系统的工作性能。因此漏油问题在本液压缸系统装置中是一个值得特别注意的问题，此外还有压力发生器减震稳固等问题。
2.3.2 重锤下落时的导向部分
重锤沿导杆自由下落，为保证重锤在导杆上运动自如，导杆选用德星精密纲轴，直径20mm，直径公差等级为h6，轴的直径波动为0.009mm，直线度公差为0.05mm/m，圆度公差为0.006mm，粗糙度平均值为0.32 。该轴表面采用感应淬火，淬火深度为0.9mm。由于其表面硬度和淬火深度在横向和纵向都是非常均匀的，因此保证了精密钢轴的尺寸稳定和较长的使用寿命。
滚珠导套副采用德星扇形架滚珠导套，材料为不锈钢，其特点是低噪音运行，重量轻，摩擦系数较小。
由于本套装置的精度要求并不是很高，考虑到成本问题，在不影响实验结果的情况下，并没有使用滚珠导套副。
2.3.3 重锤提升和释放机构
重锤的提升是保证装置实验时的重复性的关键部分，因为重锤的重复定位精度直接影响着实验重复性[6]。重锤的定位精度直接影响着压力值准确度，故定位精度要求严格。
2.3.4 框架
考虑到安装、调试和更换、检查的方便等因素，以及在可能的情况下应尽量减小落锤仪的体积，有效利用空间，我们采用矩形体结构的框架。为尽可能降低系统总体高度，系统将步进电机及相关控制单元置于顶板上。
为满足安装和使用的方便，在框架结构上作了以下几点考虑：
(1) 由于重锤系统需要定期进行检测，故设计时应考虑重锤系统的易安装和拆卸。所以与之配合的导向导杆的顶部连接采用球形轴瓦连接，安装和拆卸时导杆能旋转一定角度，可顺利安装和拆卸；
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