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《合肥工业大学》 2004年
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大型设备电缆绞机的磁悬浮支承系统设计

张斌斌  
【摘要】: 管绞机磁性支承系统是一种新型磁力机械设备,具有无机械磨损、无污染、高效率、适用广、无噪声、长寿命等优点,有着广阔的应用前景。它主要有由电磁铁机构与电磁铁支架机构等组成,是一种典型的机电磁一体化产品,其研究涉及到机械、材料、电工、热工、计算机等多学科的交叉。本论文对管绞机磁性支承系统涉及的两大关键技术——电磁场设计与机械结构设计及其相关技术进行了系统的理论分析与仿真研究。 第一章阐述了课题的研究背景与意义,分析了管绞机磁性支承系统原理及关键技术,综述了磁力机械研究的发展状况及应用背景,提出了本论文的主要内容。 第二章对原机械托辊支承机构进行了物理建模及静反力和挠度分析,对后续设计工作提出了一些技术要求。同时,所要设计的磁性支承系统的各组成部分提出四种较可行的实现方案,并逐一比较分析,最终确定两种初步总体方案。 第三章通过引入磁路法将化“场”为“路”将磁场设计问题转化为磁路设计问题,介绍了磁路法的原理与思想,并给出了管绞机磁性支承磁路法设计的步骤与流程图。然后,给出了电磁场与电磁力设计的系统过程。最后,对电磁铁参数逐一确定,并对两种初步方案双激磁结构与单激磁结构的设计结果进行比较分析。 第四章介绍了电磁场的有限元分析的原理与方法,同时,给出了有限元分析软件ANSYS的功能与特点。然后,以双激磁结构为类,给出了管绞机磁性系统磁场有限元分析的详尽过程,并对其结果作了探讨。最后,对两种初步方案双激磁结构与单激磁结构的有限元结果进行比较分析,最终确定了总体方案——双激磁结构,并对结构参数逐一确定,作为最终的设计数据进行最后的系统集成设计工作。 第五章给出机构设计的原理与步骤,并对其零部件进行了三维实体建模。然后,对结构强度的结构强度的有限元分析的基本原理与分析过程作了详尽的探讨。最后,对电磁铁支架机构进行三维有限元分析,并对其机构进行优化与修改。 第六章对全文的研究工作进行了总结,给出了主要的研究成果,并提出了有待进一步深入研究的问题。 管绞机磁性支承系统是一种应用前景广阔的新型磁力机械,论文对其关 键技术的研究,即有很大的理论和技术难度,又有重大的工业应用价值。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM205

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