FAST主動(dòng)反射面隨動(dòng)關(guān)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope 500m射電望遠(yuǎn)鏡)是1994年中國天文學(xué)家準(zhǔn)備在貴州喀斯特地形上建造的世界上最大的主動(dòng)反射球面射電望遠(yuǎn)鏡。其中主動(dòng)變形反射面是FAST主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)之一，經(jīng)過十幾年的研究，中國天文界公認(rèn)整體索網(wǎng)支撐是作為大射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)主動(dòng)反射面的最佳支承結(jié)構(gòu)。整體索網(wǎng)由2000多個(gè)正三角球面片組合而成，每個(gè)球面片單元都是一個(gè)三自由度的并聯(lián)機(jī)

2、構(gòu)3-PSP（移動(dòng)副-球面副-移動(dòng)副）。而隨動(dòng)關(guān)節(jié)是FAST整體索網(wǎng)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)反射的關(guān)鍵部件之一，它的研究成果對(duì)FAST主動(dòng)反射精度及運(yùn)動(dòng)靈活性起著舉足輕重的作用。
　　本文在FAST主動(dòng)發(fā)射面隨動(dòng)關(guān)節(jié)的前期研究成果基礎(chǔ)上，改進(jìn)設(shè)計(jì)了FAST隨動(dòng)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，從體積、重量、加工工藝、安裝維修等因素出發(fā)，完成了FAST項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)和工程樣機(jī)兩套結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。這兩套結(jié)構(gòu)具有體積更小、重量更輕、加工工藝簡(jiǎn)單、安裝更加便捷等特點(diǎn)。
　　

3、應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)分析了3-PSP并聯(lián)機(jī)構(gòu)的實(shí)際結(jié)構(gòu)在理想狀態(tài)下的受力和運(yùn)動(dòng)速度變化規(guī)律，并研究了各種安裝誤差——角度偏移誤差、平行偏移誤差及兩種誤差同時(shí)存在對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的受力和運(yùn)動(dòng)的影響規(guī)律，得到了極限調(diào)整參數(shù)和極限容許誤差。得出如果存在單一誤差時(shí)，偏移角度不應(yīng)超過5°，偏移距離不應(yīng)該超過10mm，且應(yīng)避免兩種誤差同時(shí)出現(xiàn)，否則機(jī)構(gòu)將出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。
　　隨動(dòng)關(guān)節(jié)滑動(dòng)摩擦副長(zhǎng)期處于低速重載工況，易發(fā)生爬行現(xiàn)象，本文研制了超低速重載工況

4、下PTFE基自潤滑防爬行復(fù)合材料配方，在前期搭建的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明爬行是材料的固有屬性，只要材料存在動(dòng)靜摩擦系數(shù)差異就會(huì)產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，但不同成分增強(qiáng)的PTFE基復(fù)合材料的爬行程度不同，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、磨損表面形貌、磨損率的分析得出PTFE+5％碳纖維+5%石墨復(fù)合材料的超低速防爬行性能最好，且其耐磨性能也較好。
　　通過實(shí)驗(yàn)，分析了潤滑條件、載荷、驅(qū)動(dòng)速度以及磨損時(shí)間對(duì)該復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響及其磨損失效形式