【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(dāng)速度和負(fù)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法分析速度和負(fù)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(jī)械結(jié)構(gòu),實(shí)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(fù)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(yùn)動過程的數(shù)學(xué)模型,提出摩擦力經(jīng)驗(yàn)公式中系數(shù)確定的方法,利用MATLAB進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真,利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)的對比,驗(yàn)證氣缸數(shù)學(xué)模型的可靠性,再從理論的角度來分析負(fù)載和速度對氣缸緩沖的影響。從實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的角度,通過分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笤O(shè)計(jì)氣動回路和機(jī)械結(jié)構(gòu),完成實(shí)驗(yàn)平臺的安裝運(yùn)行。在氣缸調(diào)到最佳緩沖狀態(tài)的前提下,改變氣缸的負(fù)載或速度進(jìn)行實(shí)驗(yàn),獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。利用MATLAB對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到氣缸的運(yùn)動曲線,觀察曲線氣缸緩沖階段的變化并分析負(fù)載和速度對實(shí)驗(yàn)的影響。從能量的角度,利用實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來探究緩沖改變的原因。通過提出實(shí)現(xiàn)自調(diào)整緩沖的想法,設(shè)計(jì)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(jì)出新的氣缸緩沖結(jié)構(gòu)。針對新型緩沖結(jié)構(gòu)氣缸進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)論證:當(dāng)氣缸的負(fù)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(dāng)氣缸的速度為600mm/s時,負(fù)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(fù)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(dāng)氣缸的活塞運(yùn)動到終點(diǎn)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(dá)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(yùn)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(dá)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(shí)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(yùn)動狀態(tài)是一樣的。當(dāng)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(dá)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(dāng)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(dāng)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(dāng)氣缸的活塞到達(dá)行程終點(diǎn)，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(dá)到緩沖的效果了。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)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(dá)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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