直线电机性能检测台机械部分设计
直线电机是近年来国内外积极研究发展的新型电机之一，它的组成结构、控制的原理等方面都有非常大的进步，而且应用到国家发展的多个方面，很多机械的设计都是由直线电机完成，是一种非常有前景的新型电机。随着社会科技的向前发展，自动化技术不断的应用到各个方面中，仍用人工来进行直线电机检测显然十分落后。直线电机的性能自动化测试必须要达到。本课题研究的直线电机性能检测台的台架结构设计，以保证直线电机性能检测的准确性，实现直线电机性能检测的方便性，效率和准确度。本次设计主要研究的是如何设计直线电机性能检测系统的测试台架，通过对台架的导轨，光栅尺，基座，定子，转子的设计，使该测试台具有良好开放性能，可满足不同型号直线电机性能检测的需要。关键词直线电机，台架，性能检测，感应电机
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及研究意义 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 课题的研究内容 3
2 直线电机性能检测台的总体设计 3
2.1 测试方向 3
2.2 性能检测台总体设计 4
2.3 传感器的类型 5
3 台架设计 8
3.1 标准件的确定 8
3.2非标准零件的确定 10
4 台架尺寸计算及结构参数确定 11
4.1 台架基座的尺寸确定 11
4.2 可换模板尺寸的确定 11
4.3 上下可调整机构的尺寸的确定 12
4.4动子的上下可调范围 13
4.5 定子的调整范围 14
4.6 最大加载力 14
5 总成 15
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.1.1 直线电机的发明及应用
直线电机是一种将电能可以变成直线运动机械能，不要什么中间转换装置的传动构造。直线电机的结构是将一个旋转电机沿径向剖开，而且将电机的圆周展开成直线而构成。里面的定子即是直线电机的初级，转子即是直线电机的次级，初级通入电流以后，在初级和次级中间的气隙中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
产生行波磁场，于是行波磁场与次级永磁体共同作用产生了驱动力，实现了运动件的直线运动[1]。
随着机械自动化的迅猛发展，对直线电机的结构组成以及性能提出了更高的一些要求。在不断出现的需求和新的科学技术的推动之下，直线电机会获得很大的发展前景。用计算机来提高直线电机的控制精度，其中在控制系统之中，多核CPU处理系统将会十分普遍。当然，直线电机的性能检测方面更是需要十分重视，以提高直线电机的运行效率。
1917年研究出第一台圆筒型直线电动机，是一种可以换接初级线圈的直流磁阻电机，但是它的后续发展并没有跨越模型阶段的程度。1923年，研究者提出用扁平感应直线电动机去启动一个连续运行的站台系统，把它敷使用于街上，当年建造出试验轨道，最后失败告终。1840年到1930年，直线电机的发展处在萌芽时期。1930年到1940年，直线电机跨入实验研究时期，研究人员获取很多的实验数据，进一步研究，为直线电机在以后的应用打好基础[2]。1945年，美国的西屋电气公司率先的成功研制了电力牵引飞机弹射器，动力是以7400kw的直线电机，只用了4.1s将一架重为4535kg的喷气式飞机在165m的行程里从静止状态加速到188km/h的速度。
1.1.2 我国直线电机测试技术现状
近年来，直线电机的结构特点，被十分广泛应用于一些机械化应用的方面。直线电机创立了一个全新的传动方式，消除了中间所有的传动机构，实现了零传动件的驱动，具有速度快，精度准确，推力较大，响应性快速等特点。然而这种驱动方式也会带来一系列的问题。然而对于我国直线电机测试技术较为落后，这些问题处理不好会严重影响直线电机的使用性能，使我国目前的直线电机的应用及推广面临巨大挑战。
1.1.3 自主研直线电机测试系统的重要意义
近年来，随着国民经济的快速发展，各行各业对直线电机的需求日益加大，精密和超精密加工是制造业的发展方向之一，随着直线电机技术和数控技术的发展，直线电机必将越来越广泛的应用于其它高精度、高速度的线性运动场合。现阶段，直线电机不断增加的各种需求以及相关的技术性要求，迫使我们要研发出一种较为先进的自动化且方便准确的直线电机性能检测系统。
对于效益方面来说：在直线电机出厂工作之前，一套完整良好的测试系统可以为直线电机提供完善的性能曲线及专业相关数据，从而提高直线电机的质量，为用户带来更好的体验及方便[3]。
对于社会方面来说：目前我国直线电机测试系统的技术尚不成熟，所以自助研发直线电机测试系统有助于提高我国直线电机测试技术的水平以及直线电机的更广泛应用，填补我国之前在直线电机测试系统技术方面研究的空白。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外研究动态
国外对直线电机性能检测台机械设计提出的比较早，同时通过分析国外直线电机产品可以看出，国外已有较为成熟的直线电机产品投入市场[4]。在1945年，美国的西屋电气公司率先的成功研发了电力牵引飞机弹射器，动力是以7400kw的直线电机，仅仅用了4.1s就将一架重为4535kg的喷气式飞机在165m的行程里面由开始的静止状态加速到188km/h高的速度。这一实验的成功，使直线电动机可靠性良好等一系列优点受到了大家的重视，美国DELTA计算机系统公司的RMC系列控制器可以通过LabView软件对压力进行设定和对测试过程中的压力曲线进行记录，以便对直线电机测试系统给出完整的实验数据记录。目前，美国，日本，德国以及瑞士等都是直线电机应用研究水平相对较高的国家，Siemens,Kollmorgen等公司的产品已经商业化。
1.2.2 国内研究动态
相较于国外，国内直线电机技术起步较晚，其发展也不稳定，直线电机检测技术性能单一，检测技术简单，但随着这些年的发展有了较大进步。从1982年开始，全国直线电机学术会议定期召开，我国的直线电机应用也出现了可喜的成果，有浙江大学研发的遥控直线电机窗帘机，也有上海工业大学的用于浮法玻璃生产的直线电机，以及直线电机驱动的自动门等一系列的应用。国内的直线电机研发虽然有一些进步，但是相较于国外的发展，直线电机的研发进程还差的很远。可喜的是，国内的很多研究者都关注到了这一点。国内直线电机及其系统产品生产的厂家里面最大的一家是哈尔滨泰富科技实业有限责任公司，它与浙江大学合作技术，而且和中国电工学会直线电机专委会以及英、美、日等发达国紧密合作，在设计、生产制造到检测试验这一系列里面较具备规模体系，具备可以生产多种规格的直线电机以及产品的能力，较大的影响国内的直线电机生产水平。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及研究意义 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 课题的研究内容 3
2 直线电机性能检测台的总体设计 3
2.1 测试方向 3
2.2 性能检测台总体设计 4
2.3 传感器的类型 5
3 台架设计 8
3.1 标准件的确定 8
3.2非标准零件的确定 10
4 台架尺寸计算及结构参数确定 11
4.1 台架基座的尺寸确定 11
4.2 可换模板尺寸的确定 11
4.3 上下可调整机构的尺寸的确定 12
4.4动子的上下可调范围 13
4.5 定子的调整范围 14
4.6 最大加载力 14
5 总成 15
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.1.1 直线电机的发明及应用
直线电机是一种将电能可以变成直线运动机械能，不要什么中间转换装置的传动构造。直线电机的结构是将一个旋转电机沿径向剖开，而且将电机的圆周展开成直线而构成。里面的定子即是直线电机的初级，转子即是直线电机的次级，初级通入电流以后，在初级和次级中间的气隙中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
产生行波磁场，于是行波磁场与次级永磁体共同作用产生了驱动力，实现了运动件的直线运动[1]。
随着机械自动化的迅猛发展，对直线电机的结构组成以及性能提出了更高的一些要求。在不断出现的需求和新的科学技术的推动之下，直线电机会获得很大的发展前景。用计算机来提高直线电机的控制精度，其中在控制系统之中，多核CPU处理系统将会十分普遍。当然，直线电机的性能检测方面更是需要十分重视，以提高直线电机的运行效率。
1917年研究出第一台圆筒型直线电动机，是一种可以换接初级线圈的直流磁阻电机，但是它的后续发展并没有跨越模型阶段的程度。1923年，研究者提出用扁平感应直线电动机去启动一个连续运行的站台系统，把它敷使用于街上，当年建造出试验轨道，最后失败告终。1840年到1930年，直线电机的发展处在萌芽时期。1930年到1940年，直线电机跨入实验研究时期，研究人员获取很多的实验数据，进一步研究，为直线电机在以后的应用打好基础[2]。1945年，美国的西屋电气公司率先的成功研制了电力牵引飞机弹射器，动力是以7400kw的直线电机，只用了4.1s将一架重为4535kg的喷气式飞机在165m的行程里从静止状态加速到188km/h的速度。
1.1.2 我国直线电机测试技术现状
近年来，直线电机的结构特点，被十分广泛应用于一些机械化应用的方面。直线电机创立了一个全新的传动方式，消除了中间所有的传动机构，实现了零传动件的驱动，具有速度快，精度准确，推力较大，响应性快速等特点。然而这种驱动方式也会带来一系列的问题。然而对于我国直线电机测试技术较为落后，这些问题处理不好会严重影响直线电机的使用性能，使我国目前的直线电机的应用及推广面临巨大挑战。
1.1.3 自主研直线电机测试系统的重要意义
近年来，随着国民经济的快速发展，各行各业对直线电机的需求日益加大，精密和超精密加工是制造业的发展方向之一，随着直线电机技术和数控技术的发展，直线电机必将越来越广泛的应用于其它高精度、高速度的线性运动场合。现阶段，直线电机不断增加的各种需求以及相关的技术性要求，迫使我们要研发出一种较为先进的自动化且方便准确的直线电机性能检测系统。
对于效益方面来说：在直线电机出厂工作之前，一套完整良好的测试系统可以为直线电机提供完善的性能曲线及专业相关数据，从而提高直线电机的质量，为用户带来更好的体验及方便[3]。
对于社会方面来说：目前我国直线电机测试系统的技术尚不成熟，所以自助研发直线电机测试系统有助于提高我国直线电机测试技术的水平以及直线电机的更广泛应用，填补我国之前在直线电机测试系统技术方面研究的空白。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外研究动态
国外对直线电机性能检测台机械设计提出的比较早，同时通过分析国外直线电机产品可以看出，国外已有较为成熟的直线电机产品投入市场[4]。在1945年，美国的西屋电气公司率先的成功研发了电力牵引飞机弹射器，动力是以7400kw的直线电机，仅仅用了4.1s就将一架重为4535kg的喷气式飞机在165m的行程里面由开始的静止状态加速到188km/h高的速度。这一实验的成功，使直线电动机可靠性良好等一系列优点受到了大家的重视，美国DELTA计算机系统公司的RMC系列控制器可以通过LabView软件对压力进行设定和对测试过程中的压力曲线进行记录，以便对直线电机测试系统给出完整的实验数据记录。目前，美国，日本，德国以及瑞士等都是直线电机应用研究水平相对较高的国家，Siemens,Kollmorgen等公司的产品已经商业化。
1.2.2 国内研究动态
相较于国外，国内直线电机技术起步较晚，其发展也不稳定，直线电机检测技术性能单一，检测技术简单，但随着这些年的发展有了较大进步。从1982年开始，全国直线电机学术会议定期召开，我国的直线电机应用也出现了可喜的成果，有浙江大学研发的遥控直线电机窗帘机，也有上海工业大学的用于浮法玻璃生产的直线电机，以及直线电机驱动的自动门等一系列的应用。国内的直线电机研发虽然有一些进步，但是相较于国外的发展，直线电机的研发进程还差的很远。可喜的是，国内的很多研究者都关注到了这一点。国内直线电机及其系统产品生产的厂家里面最大的一家是哈尔滨泰富科技实业有限责任公司，它与浙江大学合作技术，而且和中国电工学会直线电机专委会以及英、美、日等发达国紧密合作，在设计、生产制造到检测试验这一系列里面较具备规模体系，具备可以生产多种规格的直线电机以及产品的能力，较大的影响国内的直线电机生产水平。
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