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交联UHMW-PE复合材料在行波型旋转超声电机中的应用
Crosslink UHMW-PE Matrix Composite Applied to Traveling Wave Rotary Ultrasonic Motor
投稿时间:2010-12-30  修订日期:2010-12-30
DOI:
中文关键词:  行波型旋转超声电机  摩擦材料  UHMW-PE  交联
英文关键词:Traveling wave rotary ultrasonic motor, Frictional material, UHMW-PE, Crosslink
基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号U0934004,90816003,50975136);国家自然科学基金项目(面上项目,重点项目,重大项目
作者单位地址
陈正年 南京航空航天大学精密驱动研究所,南京 南京市鼓楼区四条巷1-2号101#
尹育聪 南京航空航天大学精密驱动研究所,南京 
丁庆军 南京航空航天大学精密驱动研究所,南京 
赵淳生 南京航空航天大学精密驱动研究所,南京 
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中文摘要:
      为提高行波型旋转超声电机(TRUM)的摩擦界面性能,制备了一种交联超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)复合材料。采用UHMW-PE树脂添加甲基丙烯酸烯丙酯(MAAAE)交联敏化剂、碳纤维和碳纳米管等增强剂以及MoS2和石墨等摩擦性能调节剂熔融共混后,在室温和N2气氛条件下用Co60γ辐射源辐照得交联UHMW-PE复合材料。凝胶含量测试发现,随着辐照剂量和MAAAE量的增加,凝胶含量迅速增加;其中加入1%MAAAE、辐照剂量100KGy时最高。将该条件下制备的交联复合材料应用于TRUM-60超声电机的转子摩擦层,整机试验的结果表明,堵转扭矩达到了1.4N.m,空载转速达到225 r/min,换能效率达到了25%以上,电机具有较好的输出性能。根据在100小时材料的磨损量预测,寿命可达到8000小时以上。
英文摘要:
      To improve the frictional interface performance of traveling wave rotary ultrasonic motor (TRUM), the crosslink ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMW-PE) composites were investigated. The composites were prepared by molten UHMW-PE resin mixed with methacrylic acid allyl ester (MAAAE) as sensitive crosslink initiator, carbon fiber and carbon nanotube as intensifier, MoS2 and graphite as frictional properties modifier, and then cross linked due to irradiation of Co60 γ ray at room temperature and pure N2 atmosphere. Their Gel content analysis shows that it is rapidly increased firstly with the increase of the γ ray irradiation dosage and MAAAE percentage, and then appeared a peak point at one percent MAAAE dosage and in 100KGy. The composites provided with maximum Gel content was used as the rotor friction layer of TRUM-60. The mechanical characteristic test results show that the motor with the new friction layer has good output performance: the stall torque is up to 1.4 N . m, the no-load speed is 225 r / min, and energy conversion efficiency is more than 25 percent. Furthermore,based on abrasion wear mass of TRUM-60 frictional material in 100 hours,its lifetime is calculated longer than 8000 hours.
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