【摘要】：隨著氣動技術(shù)的快速發(fā)展,氣缸在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。氣缸的高速化發(fā)展是工業(yè)效率提高的重要因素。在氣缸調(diào)到最佳緩沖狀態(tài)的前提下,當速度和負載改變后,它的緩沖狀態(tài)就被破壞了,這些因素制約了氣缸高速化發(fā)展。因此,本文將通過理論分析和實驗驗證的方法分析速度和負載兩個因素對氣缸緩沖狀態(tài)的影響,提出一種自調(diào)整緩沖的機械結(jié)構(gòu),實現(xiàn)氣缸緩沖在一定范圍內(nèi)的自調(diào)整。本文以CA2型氣缸為研究對象,首先研究CA2型氣缸在負載和速度變化后對氣缸緩沖狀態(tài)的影響。從理論分析的角度,建立氣缸運動過程的數(shù)學(xué)模型,提出摩擦力經(jīng)驗公式中系數(shù)確定的方法,利用MATLAB進行實驗仿真,利用實驗數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)的對比,驗證氣缸數(shù)學(xué)模型的可靠性,再從理論的角度來分析負載和速度對氣缸緩沖的影響。從實驗驗證的角度,通過分析實驗?zāi)康暮鸵笤O(shè)計氣動回路和機械結(jié)構(gòu),完成實驗平臺的安裝運行。在氣缸調(diào)到最佳緩沖狀態(tài)的前提下,改變氣缸的負載或速度進行實驗,獲得實驗數(shù)據(jù)。利用MATLAB對實驗數(shù)據(jù)進行處理得到氣缸的運動曲線,觀察曲線氣缸緩沖階段的變化并分析負載和速度對實驗的影響。從能量的角度,利用實驗的數(shù)據(jù)來探究緩沖改變的原因。通過提出實現(xiàn)自調(diào)整緩沖的想法,設(shè)計出壓力感應(yīng)結(jié)構(gòu)和控制排氣孔通斷結(jié)構(gòu)。通過兩個結(jié)構(gòu)和原有氣缸端蓋的結(jié)合,設(shè)計出新的氣缸緩沖結(jié)構(gòu)。針對新型緩沖結(jié)構(gòu)氣缸進行了實驗論證:當氣缸的負載為12.15kg時,速度在434~721mm/s的范圍內(nèi)擁有較好的自調(diào)整能力;當氣缸的速度為600mm/s時,負載在12.15~22.15kg的范圍內(nèi)擁有較好的自調(diào)整能力。因此本文研究的新型緩沖結(jié)構(gòu)對負載和速度的變化有較好的適應(yīng)能力。
【圖文】：

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文服控制系統(tǒng)則成本太高。1.2.3 內(nèi)置式緩沖內(nèi)置式緩沖和外置式緩沖是相對的，它是將緩沖裝置和氣缸結(jié)合做成一體式的結(jié)構(gòu)。內(nèi)置式緩沖方式包括橡膠墊緩沖和氣緩沖兩種。橡膠墊緩沖的原理是當氣缸的活塞運動到終點時，活塞直接撞擊到橡膠墊上，橡膠墊吸收了活塞的沖擊能量，從而達到緩沖的目的，這一種緩沖方式主要針對單桿氣缸的中低速運動的。高速氣缸中主要應(yīng)用的是氣緩沖，氣緩沖包含針閥式緩沖結(jié)構(gòu)和溢流閥式緩沖結(jié)構(gòu)。本文主要研究的是針閥式緩沖結(jié)構(gòu)。由于外置式緩沖裝置自身的各種原因限制了它的應(yīng)用，所以在工業(yè)中廣泛采用內(nèi)置式氣緩沖結(jié)構(gòu)。(1) 針閥式緩沖結(jié)構(gòu)

閥的開度的大小來達到最佳緩沖的目的。(2) 溢流閥式緩沖結(jié)構(gòu)溢流閥式緩沖結(jié)構(gòu)和針閥式緩沖結(jié)構(gòu)有些類似，，其實溢流閥式緩沖結(jié)構(gòu)更加的復(fù)雜，工作的原理也不相同。溢流閥式緩沖結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示，氣缸柱塞與密封圈接觸之前，溢流閥式緩沖結(jié)構(gòu)和針閥式緩沖結(jié)構(gòu)的氣缸運動狀態(tài)是一樣的。當氣缸的柱塞和密封圈接觸后，排氣腔被分為兩個腔，分別為緩沖腔和排氣腔。緩沖腔的氣體只有通過溢流閥處才能排出，在緩沖腔的壓力沒用達到溢流閥設(shè)定的壓力之前，氣體無法排出，緩沖腔的壓力升高，就會產(chǎn)生比較大的制動力，作用于氣缸的活塞，對活塞具有減速作用。當壓力大于溢流閥設(shè)定的壓力之后，氣體通過溢流閥處的孔排出，這樣緩沖腔的壓力會變小，當壓力減小到小于溢流閥的設(shè)定壓力之后，溢流閥關(guān)閉，這是一個循環(huán)過程。溢流閥的作用就是控制緩沖閥的最大壓力。當氣缸的活塞到達行程終點，緩沖腔內(nèi)的殘余氣體通過溢流閥的泄流孔排出，這樣就達到緩沖的效果了。在實際應(yīng)用中，當工況發(fā)生改變后，可以通過調(diào)節(jié)溢流閥的調(diào)節(jié)螺釘來調(diào)節(jié)設(shè)定壓力，從而達到最佳緩沖狀態(tài)。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH138.51

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