本文關(guān)鍵詞：小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：集中式氣源為氣動系統(tǒng)提供壓縮空氣的方法已經(jīng)較為廣泛地應(yīng)用,但是當驅(qū)動的執(zhí)行元件僅有一、兩個,并且在某些需要防火、防爆、高速驅(qū)動等特定環(huán)境下,又只能采用氣壓驅(qū)動方式時,仍然采用集中式氣源是不經(jīng)濟的。這就需要考慮能否以小型壓縮機直接驅(qū)動執(zhí)行元件,這樣可以在滿足特定環(huán)境對氣壓驅(qū)動方式需求的同時,又能節(jié)省系統(tǒng)成本。本課題結(jié)合理論分析與具體試驗對小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)進行研究,并與集中式氣源系統(tǒng)的驅(qū)動特性進行比較,以探索是否可以在滿足實際工況需求的條件下,應(yīng)用小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)。本文完成的主要研究工作如下：(1)針對氣缸執(zhí)行元件,建立了三種不同的小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸試驗系統(tǒng),在滿足氣缸基本工況條件下,探討了元件的配置、氣缸參數(shù)與小型壓縮機的匹配關(guān)系,為小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的合理配置提出參考。建立系統(tǒng)的數(shù)學模型,求解出滿足氣缸理想驅(qū)動時,系統(tǒng)中所需氣罐容積與小型壓縮機排氣量和氣缸缸徑的關(guān)系。(2)根據(jù)氣缸的規(guī)格和工況條件,匹配了適合作為其驅(qū)動氣源的小型壓縮機。研制了對氣缸軸向施加載荷的恒力加載裝置,其實際加載范圍比采用負載小車加載的方法提高了約33倍。建立了兩種氣源驅(qū)動氣缸的試驗系統(tǒng),規(guī)劃了具體的試驗方案。(3)通過試驗,研究了不同負載下氣缸的速度特性和工況適應(yīng)性,并對兩種氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的相應(yīng)特性進行了比較。小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的工作行程最短時間比集中式氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)多0.1-0.15s；速度平穩(wěn)值僅為后者的23.6%-61.5%；隨著負載增大,其最大工作頻率比后者降低更多。通過對其工況適應(yīng)性的研究,得出了可以充分發(fā)揮小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)驅(qū)動特性的工況條件。(4)比較了小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)與集中式氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的能耗及構(gòu)成經(jīng)濟性,分別提出了輸入輸出功率比和成本比率,作為系統(tǒng)能耗和構(gòu)成經(jīng)濟性的評價指標。前者的輸入輸出功率比為后者的1.71%～4.04%,成本比率為后者的1/40左右,小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的能耗低,構(gòu)成經(jīng)濟性好。通過對兩種氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的研究比較得出：與集中式氣源相比,小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的組成元件少、構(gòu)成成本低、驅(qū)動能耗少；其速度平穩(wěn)性和工況適應(yīng)性能夠很好地滿足氣缸驅(qū)動負載的一般工作要求,但對氣缸的速度平穩(wěn)性要求特別高或工作頻率很高的場合,適宜于采用集中式氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：小型壓縮機 集中式氣源 氣缸驅(qū)動特性 驅(qū)動能耗 系統(tǒng)構(gòu)成經(jīng)濟性
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH45;TH138.51
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 課題的研究背景與意義8-10
• 1.2 氣壓驅(qū)動系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 集中式氣源驅(qū)動下氣缸工作特性的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 小型壓縮機的常見類型及特點14-15
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容15-17
• 2 小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的構(gòu)成及其系統(tǒng)數(shù)學模型17-29
• 2.1 小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的基本配置17-20
• 2.1.1 集中式氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的基本配置17
• 2.1.2 小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的基本配置17-20
• 2.2 小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的數(shù)學模型20-28
• 2.2.1 數(shù)學模型的建立20-26
• 2.2.2 數(shù)學模型的求解26-27
• 2.2.3 數(shù)學模型的驗證27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 3 小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸試驗系統(tǒng)及恒力加載裝置的研制29-44
• 3.1 試驗系統(tǒng)構(gòu)成29-33
• 3.1.1 PLC控制的系統(tǒng)氣動回路原理29-30
• 3.1.2 氣缸及小型壓縮機的選配30-33
• 3.2 恒力加載裝置的研制33-39
• 3.2.1 裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計35-37
• 3.2.2 裝置的加載實現(xiàn)情況37-39
• 3.3 試驗系統(tǒng)的實現(xiàn)及基本的試驗方法39-43
• 3.3.1 小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸試驗系統(tǒng)39-41
• 3.3.2 集中式氣源驅(qū)動氣缸試驗系統(tǒng)41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 4 兩種氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)特性試驗及分析比較44-62
• 4.1 氣缸速度特性的試驗比較44-54
• 4.1.1 氣缸工作基本周期及速度特性主要指標44-46
• 4.1.2 小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)速度特性46-50
• 4.1.3 集中式氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)速度特性50-52
• 4.1.4 兩種氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)速度特性比較52-54
• 4.2 氣缸工況適應(yīng)性的試驗比較54-57
• 4.2.1 兩種氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)工作頻率比較54-55
• 4.2.2 兩種氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)工況適應(yīng)性比較55-57
• 4.3 小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸的改進控制回路57-61
• 4.3.1 改進控制回路基本配置57-58
• 4.3.2 改進控制回路運行原理及優(yōu)點58
• 4.3.3 Ⅱ型與Ⅲ型試驗系統(tǒng)驅(qū)動特性比較58-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 5 兩種氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)能耗及經(jīng)濟性比較62-71
• 5.1 能耗特性比較62-68
• 5.1.1 小型壓縮機直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)能耗64-66
• 5.1.2 集中式氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)能耗66-67
• 5.1.3 兩種氣源驅(qū)動氣缸能耗比較67-68
• 5.2 系統(tǒng)構(gòu)成經(jīng)濟性的分析比較68-70
• 5.3 本章小結(jié)70-71
• 6 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-77
• 附錄77

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本文編號：251153