【摘要】：氣缸低速運(yùn)動(dòng)時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，這會(huì)影響氣缸的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，嚴(yán)重的還會(huì)造成作業(yè)失誤和設(shè)備損壞。氣缸的爬行現(xiàn)象不可能完全地消除，只能通過(guò)預(yù)測(cè)爬行工況區(qū)并設(shè)定合適的氣缸工作參數(shù)，使氣缸避免出現(xiàn)爬行。然而氣缸爬行是一種涉及多種因素的復(fù)雜現(xiàn)象，到底在怎樣的工況參數(shù)下氣缸不出現(xiàn)爬行，如何事先預(yù)測(cè)爬行出現(xiàn)以便能夠避開(kāi)爬行區(qū)，確定氣缸正常工作范圍，保持平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這是氣缸設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中一個(gè)國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期尚未解決的問(wèn)題。 論文針對(duì)氣缸低速爬行現(xiàn)象特征判據(jù)的課題，進(jìn)行了深入的理論分析和試驗(yàn)研究。首先，深入地分析了氣缸產(chǎn)生爬行現(xiàn)象的機(jī)理和影響因素。然后，以工業(yè)應(yīng)用中常用的氣缸為研究對(duì)象，對(duì)氣缸摩擦力模型、判定氣缸爬行的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)、氣缸爬行工況參數(shù)判定式等內(nèi)容進(jìn)行了研究。 為了建立正確描述氣缸爬行運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，對(duì)常用的摩擦力模型進(jìn)行了比較分析，指出了目前描述氣缸爬行的摩擦力模型的局限性，建立了表征氣缸爬行運(yùn)動(dòng)的摩擦力模型——Stribeck指數(shù)函數(shù)模型。與其它摩擦力模型相比較，Stribeck指數(shù)函數(shù)模型最能代表氣缸出現(xiàn)爬行時(shí)的摩擦力變化情況，可以顯著提高氣缸動(dòng)力學(xué)模型的精度。 通過(guò)試驗(yàn)指出了目前國(guó)際上使用的首次波幅判據(jù)存在的誤判問(wèn)題。在對(duì)氣缸運(yùn)動(dòng)特性和爬行特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析歸納的基礎(chǔ)上，提出了氣缸爬行速度二次波幅判據(jù)：當(dāng)速度波動(dòng)的二次波幅大于氣缸平均運(yùn)行速度的一半時(shí)，氣缸出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。此判據(jù)能夠避免爬行現(xiàn)象的誤判，為氣缸爬行判定提供了一個(gè)評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。 在測(cè)試、分析比較多種氣缸摩擦力模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析首次導(dǎo)出了氣缸爬行理論判定式：當(dāng)速度波幅系數(shù)λ＞1時(shí)，氣缸出現(xiàn)爬行；反之，氣缸不出現(xiàn)爬行。這一判定式可用于進(jìn)氣節(jié)流和排氣節(jié)流兩種回路中氣缸爬行現(xiàn)象的預(yù)測(cè)，兩者臨界條件的表達(dá)式形式相同。綜合考慮摩擦力、溫度等因素，利用量綱分析方法，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合和回歸分析，首次提出了包含多個(gè)工況參數(shù)的氣缸爬行綜合回歸判定式。通過(guò)對(duì)多種氣缸進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試分析，驗(yàn)證了此判定式的正確性和實(shí)用性，對(duì)氣缸爬行理論判定式進(jìn)行了修正。這是迄今為止獲得的最簡(jiǎn)便實(shí)用的氣缸爬行判定式，解決了由工況參數(shù)直接預(yù)測(cè)氣缸爬行現(xiàn)象的問(wèn)題，獲得了日本SMC筑波技術(shù)中心相關(guān)研究人
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：TH138.51

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本文編號(hào)：2797732