松耦合电能传输超声刀柄集成系统

设备均采用的是碳刷和滑环装置实现超声波电源与换能器的电气连接。万方数据集美大学硕士学位论文松耦合电能传输超声刀柄集成系统图1.2旋转超声磨削工具系统不意图旋转超声加工机床的研究重点之一是在机床高速旋转的同时如何实现电能的传递与耦合。碳刷和滑环在电路方面没有引入其他影响因素,相当于导线,但是碳刷和滑环在结构上存在导线裸露、接触火花、滑动磨损、积碳等缺陷,并需要定期维护,同时会限制主轴的转速‘2 德国DMG公司推出了Ultrasonic系列超声振动加工中心,创新性地利用无接触电能传输原理使超声振动系统集成在刀柄中,可实现自动换刀,具有高度的自动化,可进行高速铣削加工和磨粒切削形式的旋转超声加工,十分适合加工氮化硅,氧化铝,光学玻璃等难加工材料,其中ULTRASONIC 80eVolinear机床如图1—3所示。图1-3DMG公司ULTRASONIC 80eVolinear铣削加工中心无接触能量传输技术,克服了碳刷、滑环结构的种种缺点,有利于实现自动化,提高生产效率。我国在这方面的技术应用还远远落后于发达国家,但国内已有学者对采用无接触能量传输的方式实现旋转超声加工展开研究。集美大学皮钧对超声电能的松耦合感应传输进行了分析和研究,建立了基于无接触超声电能传输的刀柄振动集成系统,研究了集成式刀柄系统的结构和换能器支撑模型[2 91,并且对纵扭振动切削加工机理进行了系统研究和实验分析,初步建立纵扭振动旋转超声切削加工理论[3?。中北大学袁小飞应用无接触能量传输原理,研究和设计了一款可以方便地安装于立式数控铣床上的旋转超声铣头装置,但该装置内只有线圈而没有磁芯,因此传递效率较低,且没有给出相应的超声波电源[311。哈尔滨工业大学罗华东采用传统变压器的设计方法对罐形磁芯的旋转分离变压器进行设计, 运用Maxwell仿真软件对变压器初、次级的自感、互感和耦合系数等在不同气隙下进行了万方数据