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CYCHU-10磁场测量装置机械系统设计与实现

作　者: 刘开锋
导　师: 樊明武
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: 回旋加速器磁场测量霍尔探头有限元分析定位精度运动精度花岗岩碳纤维
分类号: TL542
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 27次
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内容摘要

随着我国国民经济的发展,低能粒子回旋加速器在基础科学研究、工农业生产和生物医学等各个领域的应用越来越广。对低能粒子回旋加速器的要求在数量和品种需求上都在不断增加,对性能质量的要求也不断提高[1]。在医疗方面,回旋加速器是医学前沿技术PET/CT诊断过程中的关键设备。但是国内的加速器研制水平不高,生产能力不足,致使医用回旋加速器几乎全部依赖进口。CYCHU-10回旋加速器基于等时性回旋加速器原理研发设计,其中磁铁系统是关键部分。磁铁加工是一个复杂的过程,其中的关键零件磁极极头需要反复多次修正。修正量通过实际测得的磁场分布数据同理论计算数据进行对比而得到。一般说来,一次垫补很难使磁场分布完全满足要求,常常需要再次测量,并根据测量结果再进行垫补,直到磁场分布和磁场品质满足要求为止。因此,在回旋加速器的制造和调整过程中,磁场的测量是一件很重要的工作。CYCHU-10回旋加速器采用紧凑型设计,采用内离子源注入,其磁极气隙很小(25mm)。因此,对磁场测量装置的精确性和稳定性要求较高。论文在详细调研国内外加速器主磁铁磁场测量现状基础上,根据物理设计上提出的测磁精度要求,采用SolidWorks软件对CYCHU-10的磁场测量装置进行了虚拟设计和装配。采用有限元软件ComsosWorks对关键零部件碳纤维测量臂进行了力学和结构变形分析,优化了测磁装置的设计。目前,该测磁装置已经在工厂完成了加工和装配,并进行了初步的调试和精度检测。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 研究背景和课题来源  8-9
  1.2 磁场测量的目的和意义  9-11
  1.3 国内外磁场测量调研  11-12
  1.4 本课题的主要研究内容和章节安排  12-14
第2章 CYCHU-10 磁场测量方案介绍  14-23
  2.1 磁场测量方法介绍  14-17
  2.2 CYCHU-10 磁场测量装置方案选定  17-19
  2.3 建立测磁装置三维参数化模型  19-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章主要标准件选型与计算方法  23-46
  3.1 滚珠丝杠螺母副选型与计算  23-34
  3.2 滚动直线导轨副选型与计算  34-39
  3.3 光栅尺选型  39-41
  3.4 伺服电机选型与计算  41-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章测量臂方案分析  46-55
  4.1 测量臂方案介绍  46-48
  4.2 三维参数化模型建立  48
  4.3 ComsosWorks 介绍  48-50
  4.4 计算分析  50-54
  4.5 本章小结  54-55
第5章整机初步调试和机械精度初步检测  55-60
  5.1 整机初步调试  55
  5.2 机械精度初步检测  55-59
  5.3 本章小结  59-60
第6章全文总结  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
附录1 攻读硕士学位期间参加项目  65

CYCHU-10磁场测量装置机械系统设计与实现

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