發(fā)布時(shí)間：2020-05-17 17:13

【摘要】：氣缸是氣動(dòng)系統(tǒng)中主要的執(zhí)行元件,由于摩擦力的存在,其在高精度控制、低速運(yùn)行、穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)合的使用受到了極大的限制。PTFE復(fù)合材料具有低摩擦、低磨損等優(yōu)良的特性,在密封領(lǐng)域有著卓越的表現(xiàn),將其應(yīng)用到氣缸密封中,降低氣缸摩擦力、提高密封性能,對(duì)氣缸實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。本文首先研究PTFE復(fù)合材料在氣缸密封工況下的密封及摩擦性能,然后根據(jù)研究結(jié)果設(shè)計(jì)密封圈,最后通過氣缸密封及摩擦性能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證PTFE復(fù)合材料在氣缸密封中的減摩及密封效果。主要內(nèi)容如下:(1)建立氣缸泄漏數(shù)學(xué)模型,分析泄漏的影響因素,結(jié)合PTFE復(fù)合材料的特點(diǎn)創(chuàng)建氣缸活塞同軸密封模型,通過有限元軟件模擬密封工況,分析PTFE復(fù)合材料的密封性能,得出密封圈尺寸設(shè)計(jì)的參考值和PTFE復(fù)合材料摩擦性能實(shí)驗(yàn)條件設(shè)定的參考值。(2)選擇一種PTFE復(fù)合材料,根據(jù)摩擦理論分析其與缸筒鋁合金材料的摩擦機(jī)理,結(jié)合活塞密封處摩擦工況和PTFE復(fù)合材料密封性能研究結(jié)果設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件,使用摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)試PTFE復(fù)合材料的摩擦性能,得出PTFE復(fù)合材料在氣缸活塞密封工況下的摩擦性能和密封圈尺寸設(shè)計(jì)的參考值。(3)結(jié)合PTFE復(fù)合材料的密封和摩擦性能研究結(jié)果設(shè)計(jì)密封圈,并將加工完成的密封圈裝入被測(cè)氣缸。(4)搭建氣缸密封性能和摩擦性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上測(cè)試PTFE復(fù)合材料密封氣缸的密封性能和摩擦性能,并與橡膠密封氣缸對(duì)比,驗(yàn)證PTFE復(fù)合材料在氣缸密封中的減摩效果。
【圖文】：

基于一種 PTFE 復(fù)合材料密封的氣缸密封及摩擦性能研究?jī)?nèi)外研究現(xiàn)狀綜述氣缸減摩研究現(xiàn)狀摩擦力的存在，使得氣缸的使用受到了極大的制約，國(guó)內(nèi)外科針對(duì)如何減小氣缸摩擦力進(jìn)行了廣泛的研究。通過對(duì)氣缸密封機(jī)構(gòu)的減摩方式主要分成四種，包括調(diào)整摩擦副減摩，全封閉密封減摩和氣浮密封減摩。）調(diào)整摩擦副減摩。一般氣缸的摩擦力主要發(fā)生在氣缸的兩個(gè)動(dòng)密塞與缸筒密封處，二是活塞桿與氣缸端蓋密封處，，這樣就形成了可以通過調(diào)整這兩對(duì)摩擦副達(dá)到減摩的效果。圖 1.1 為 SMC 公氣缸，其主要通過提高密封部位的加工精度，使用特制的潤(rùn)滑脂；哈爾濱工業(yè)大學(xué)肖承豐、李華，通過疊加顫振信號(hào)來減小摩擦積，從而降低摩擦力[11-12]。

圖 1.1 傳統(tǒng)低摩擦氣缸閉密封減摩。目前，基于全封閉密封減摩原理的膜片的，這種氣缸使用一種隔膜囊將活塞和缸筒連接在一跟隨運(yùn)動(dòng)，從而將活塞全封閉起來，并且活塞桿密封以膜片氣缸具有低泄漏、低摩擦的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)原理RA 公司的 BF 系列膜片氣缸就是使用這種全封閉密封
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH138.51;TB33

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本文編號(hào)：2668901