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作品名称：多阵子聚焦式超声悬浮轴承设计
学校名称：山东理工大学
参赛队伍：踏云逐梦
参赛学生：徐向聪孙永欣董彩丽
指导老师：宋汝君

详细说明

本作品基于超声波近场悬浮技术和压电陶瓷智能材料所产生的逆压电效应，设计了一种多阵子聚焦式超声波悬浮轴承。旨在设计一种在原理上基于压电陶瓷的逆压电效应和超声近场悬浮技术，使用以压电陶瓷智能材料为核心的大功率郎之万超声波换能器，利用其表面气体的高频振动与悬浮物之间形成很薄的空气挤压膜，以此作为能量传递的介质。在结构上使用三个高功率的郎之万超声波换能器且三个超声换能器间隔 120°，改变辐射体内部截面为“ㅓㅏ”结构将超声波分以横波和纵波实现超声波悬浮轴承的径向和轴向复合承载，为更好的提高多阵子聚焦式超声波悬浮轴承的轴向悬浮力，在所要悬浮的转子上加上一个轴向定位轴套筒并将辐射头与轴套作用截面进行斜面处理实现与轴套更好的配合作用。采用所设计的轴承不需要外部加压空气或液体供应，没有反馈控制，轴承也自然稳定，优点是在保持原本径向承载能力的基础上，实现了径向和轴向的复合承载，并且更好的提高了悬浮轴承的轴向悬浮能力，减小了轴承在运行时的偏心，在高速时运行更加稳定可靠。并以 dsPIC30F4011 单片机为电源控制核心，对超声波换能器的驱动电路进行设计，实现调频调压和压力值获取的功能。