超声电机各向异性摩擦材料制备及驱动试验

摘要

超声电机是靠接触摩擦驱动,理论分析表明各向异性转子摩擦材料可使超声电机具有较大的力矩输出和更高的转化效率.研制了各向异性摩擦材料的缠绕设备,设计了两类纤维取向的纤维树脂基复合材料,一种是纤维垂直于摩擦表面,另一种是纤维平行于运动方向.通过控制纤维排列方向与环氧树脂的用量,制备出一系列纵向和周向弹性模量不同组合的各向异性复合材料.利用密度法测量出纤维与树脂含量.由复合材料细观力学,计算出各弹性常数.将两类复合材料分别加工成不同厚度的摩擦片,粘附在转子上.测试其在行波超声电机运行时的负载特性,空载转速和堵转力矩.试验表明摩擦片厚度在0.6mm、纤维垂直运动方向的转予复合材料,使用性能最优.分析了材料弹性常数对电机性能的影响,得出摩擦材料的弹性模量、厚度和动态摩擦系数是决定电机性能的主要因素.