Nopean sähköhydraulisen hybriditoimilaitteen kehittäminen

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Date

2007

Major/Subject

Koneensuunnitteluoppi

Mcode

Kon-41

Degree programme

Language

fi

Pages

77 + liitt.

Series

Abstract

Tässä työssä on tutkittu mandollisuuksia yhdistää sähköinen ja hydraulinen toimilaite niin kutsutuksi hybriditoimilaitteeksi. Hydraulisten toimilaitteiden etuna on niiden suuri voima ja iskunpituus, mutta haittana taas alhainen nopeus. Sähköisillä toimilaitteilla tilanne on päinvastainen. Tavoitteena on ollut yhdistää näiden elementtien hyvät ominaisuudet ja saada aikaan toimilaite, jolla kyetään suorittamaan aktiivista värähtelynhallintaa. Työssä on vertailtu eri sähköisiä toimilaitetyyppejä kirjallisuustutkimuksen perusteella. Parhaiten hybriditoimilaitteeseen soveltuviksi tyypeiksi arvioitiin pietsosähköiset-, MSM-, magnetostriktiiviset- ja voice-coil-toimilaitteet, joiden kesken suoritettiin lähempi tarkastelu. Tämän perusteella hybriditoimilaitteen sähköiseksi osaksi valittiin pietsosähköinen toimilaite. Pietsosähköisen toimilaitteen ominaisuuksien perusteella arvioitiin eri tapoja toteuttaa hybriditoimilaitteen hydraulinen osa. Parhaiten soveltuvaksi osoittautui kalvotoimilaite, jolla kyetään vahvistamaan pietsotoimilaitteen tuottama, parhaimmillaan 0,13 mm suuruinen iskunpituus yli 1 mm suuruiseksi. Eri kalvotyyppien toimivuutta arvioitiin kokeellisesti. Rakennetussa prototyypissä pietsotoimilaitteen tuottama voima kyettiin välittämään tehokkaasti hydraulinesteen paineeksi. Pietsotoimilaitteen liikematka kyettiin puolestaan vahvistamaan lähes 25-kertaiseksi, mutta koko iskunpituutta ei kyetty täysin hyödyntämään prototyypin rakenteessa ilmenneiden joustojen ja normaalien valmistusepätarkkuuksien johdosta. Rakennettu prototyyppi havaittiin toimivaksi ja Kevlar-kuiduilla vahvistetut kumikalvot osoittautuivat toimivuudeltaan tavanomaisia kumikalvoja paremmiksi. Lisäksi havaittiin, että tavanomaisten valmistusmenetelmien epätarkkuuden aiheuttamien ongelmien seurauksena ei kyetä täysin hyödyntämään minkään sellaisen sähköisen toimilaitteen täyttä iskunpituutta, jolla se on yhtä lyhyt kuin nyt käytetyllä pietsotoimilaitteella.

Description

Supervisor

Pietola, Matti

Thesis advisor

Kajaste, Jyrki

Keywords

Other note

Citation