sfc径向200°靶系统传动机构设计.docx

《sfc径向200°靶系统传动机构设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《sfc径向200°靶系统传动机构设计.docx（43页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、sfc径向200。靶系统传动机构设计摘要：HIRFL （兰州重离子加速器装置）中回旋加速器SFC （注入器）的径向200。靶是HIRFL束流诊断系统的一个重要组成部分，在HIRFL运行和调束中起着很关键的作用。SFC于1987年建成运行，目前已运行三十多年，其中200。靶出现运动不畅，测量位置不精确的现象，使SFC束流在该角度位置诊断功能缺失，调束处于盲调的状态，对径向200靶系统进行改造，对提高SFC束流位置诊断效率和准确性具有重要意义。该课题内容涵盖了机械原理、机械设计和机电控制等机械电子工程专业学生必备的基础知识以及实验调试环节，可以提高学生综合应用所学专业知识的能力和实践动手能力，为将

2、来从事有关机械设计、设备控制等工作打下基础。通过对本课题的研究，加深对所学基础知识的理解，专业技能的运用，并逐步向专业化、系统化迈进；培养自己独立思考、独立解决问题的能力，进而提升自己从未知领域中吸取新知识的能力；通过对相关文献的检索，提升自己获取知识的能力；通过使用计算机绘图，如AutoCAD、NX等，加强科技与实际问题的认识；通过设计过程，培养自己刻苦学习的能力，对于科学研究严谨、认真的态度，为将来自己在从业时产品开发、技术改进打下坚实的基础，能够在将来灵活处理实际生产中的产品的质量、成本及生产率之间的关系，进而最好的获取经济效益。关键词：sfc径向200靶系统传动机构；束流；电动机Abs

3、tractThe radial 2000 target of cyclotron SFC (injector) in HIRFL (LanzhouHeavy Ion Accelerator) is an important part of the beam diagnosis system atHIRFL, which plays a key role in the operation and beam modulation ofHIRFL.SFC run was completed in 1987, has been running more than 30 years,of which 2

4、00 target movement not free, to measure the position of inaccuratephenomenon, making the diagnosis of SFC beam in the Angle position functionis missing, the beam is in a state of blind adjustment, 200 0 in radialmodification of target system, to improve the efficiency of SFC beam locationdiagnosis a

5、nd the accuracy is of great significance.This topic covers the basicknowledge of mechanical principle, mechanical design, electromechanicalcontrol and other mechanical and electronic engineering majors as well as theexperimental debugging. It can improve students* ability to comprehensivelyapply the

6、 professional knowledge and practical ability, and lay a foundation forfuture work related to mechanical design and equipment control.Through the research of this topic, deepen the understanding of the basicknowledge learned, the use of professional skills, and gradually toward theprofessional, syst

7、ematic step forward;Cultivate your ability to think and solveproblems independently, so as to improve your ability to absorb new knowledgefrom unknown fields;Through the search of relevant literature, improve theirability to acquire knowledge;Through the use of computer graphics, such asAutoCAD, NX,

8、 enhance the understanding of science and technology andpractical problems;Through the design process, and cultivate their ability tostudy hard, rigorous and serious attitude for scientific research, for the futureoneself in industry product development and technical improvement to lay asolid founda

9、tion, flexible processing can be in the future the quality of theproduct in actual production, the relationship between the cost and productivity,then the best access to economic benefits.Keywords metal： SFC radial 200 target system transmission mechanism;Beam; motorin摘要IAbstractII第1章绪论11.1 课题背景11.2

10、 工作原理21.3 国内外研究现状分析31.3.1 国外研究现状分析3132国内研究现状分析41.4 论文研究的主要内容51.55 fc径向200。靶系统传动机构的应用前景6第2章结构设计72.1 要求设计72.1.1 常用材料及结构形式72.1.2 设计思路72.1.3 技术路线82.2 设计方案82.3 本章小结9第3章机构选型113.1 电动机的选择113.2 液压缓冲器的选型计算123.2.1 液压缓冲器概论12322液压缓冲器选型133.3 本章小结14第4章零部件设计及计算校核154.1 丝杠轴的设计154.1.1 丝杠轴螺纹部分的直径计算154.1.2 丝杠轴的强度校核164.1

11、.3 自锁性验算164.2 螺栓的设计与校验与核对174.3 本章小结23结论24致谢34参考文献35v第1章绪论1.1 课题背景兰州负离子研究装置，亦称兰州重离子加速器，是中国能量最高的大型重离子研究装置。兰州重离子加速器类似的中能重离子加速器现在世界上一共有8台，按建成时间排序H1RFL为第4台，法国、日本和我国都以大型分离扇回旋加速器作为主加速器。20世纪60年代以来，随着重离子加速器的发展，原子核物理开拓了一个蓬勃发展的新领域一重离子物理。在其它学科，如原子物理、材料科学、生命科学、新能源研究、天体物理等领域，重离子束亦显示出日益重要的应用前景并形成了重要的交叉学科。为使我国在这一前沿

12、领域占有一席之地，由国家投资、近物所负责设计建造，于1988年建成了兰州重离子加速器(HIRFL),其主要技术指标达到当时国际先进水平，1991年获中科院科技进步特等奖，1992年获国家科技进步一等奖。1991年成立兰州重离子加速器国家实验室，它的定位是，以重离子物理基础和应用研究为主，相应发展粒子加速器和实验技术，向国内外开放的综合性科研基地。20世纪90年代，在HIRFL上先后建成了具有国际先进水平的放射性束流线(RIBLL)和14. 5GHz高电荷态ECR离子源，均获得中科院科技进步一等奖，为我国开展放射性束物理和高离化态原子物理这些国际前沿领域的研究创造了先进的实验条件。兰州重离子加速

13、器冷却储存环(HIRFL-CSR)一是国家九五最大的科学工程。兰州重离子加速器国家实验室已经发展成为在国际上享有较高知名度的重离子物理研究中心之一。1.2 工作原理提供一定能量，一定强度的重离子(A4的离子)束的装置。重离子加 口腐。八:+g&f+ 8 4-9+12A i 8.5 89 。苒 38 0领CeIS32219S0.3O.OSKr- 155.5 C4.S42.20.6X，117-99$5,$1.5O.(T?3PIG重离子源的电荷态分布速器的加速原理和结构基本上与质子加速器相同。但是，对于加速器来说，重离子与质子等轻离子的最大差别是它们的荷质比(Q/A)不同，这里Q是离子的电荷态，A是

14、它的原子质量数。一般，重离子的荷质比远小于1(质子的荷质比=1)。为了讨论方便，常用单核能En代替粒子的动能EEn=E/ A,对直线形加速器来说，引出束流的单核能V为加速电压。而对圆形加速器，则有 这里k正比于(B p)2, (B p)为磁刚度。由上述公式可以看出，如果要获得与质子相同的单核能的重离子束，要么增加磁场或圆形加速器的尺寸，要么增加加速电压，这样就要大幅度地提高加速器的造价，并且以后的日常运行费用也是相当昂贵的。为了降低造价，提高(Q/A)值是较好的办法。在重离子加速器中，有两种提高荷质比Q/A的方法。提高重离子源的电荷态。一个理想的重离子源应能提供强度大，寿命长，电荷态高的不同离

15、子的束流，一般用电子轰击原子和等离子体中的离子，或者用快速离子剥离方法得到高电荷态离子流。电子轰击源的通量密度要求很大，重离子加速器使用的重离子源是PIG源和双等离子体源。由PIG重离子源引出几种典型重离子流的电荷态分布如下表。1.3 国内外研究现状分析1.3.1 国外研究现状分析现代加速器电源的数量和种类繁多。根据加速器应用的场合和作用不同，可分为脉冲电源和稳流直流电源。脉冲电源主要注重电源的动态特性，强调精确的跟踪误差。例如二极磁铁电源、四极磁铁低纹波电源等。稳流直流电源主要用于离子加速器超导电源，此类电源具有纹波小、噪声低、稳定度高的优点。超导磁铁因具有优良性能而有很大的发展潜力，因此对其稳流直流励磁电源进行研究具有重要的工程意义。离子加速器电源的输出功率范围从几千瓦到几千千瓦不等，采用的拓扑主要有Buck直流斩波拓扑、H桥直流斩波拓扑、多脉波整流等【6-8】。目前电源主电路通常由三相整流器和直流斩波器构成，三相整流器大多数工作于传统的相控整流