偏心負(fù)載下擺動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定性及抑制方法的研究.pdf

1、氣動(dòng)技術(shù)由于其自身擁有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的重要手段。作為氣動(dòng)技術(shù)執(zhí)行元件的擺動(dòng)氣缸用途十分廣泛，較之一般的直動(dòng)氣缸，由于擺動(dòng)氣缸自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)特性容易受到外加偏心負(fù)載的影響，這對整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性都造成了一定的影響，對相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域生產(chǎn)造成了一定的危害和損失。 本文針對嚴(yán)重影響擺動(dòng)氣缸正常使用的偏心負(fù)載問題進(jìn)行分析，以期在不大幅增加產(chǎn)品成本的情況下，對擺動(dòng)氣缸結(jié)

2、構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，盡量減小或消除偏心負(fù)載所帶來的偏心扭矩影響。 首先，通過理論分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，確定偏心負(fù)載下擺動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng)過程中不穩(wěn)定現(xiàn)象的成因、特點(diǎn)和規(guī)律，提出并試驗(yàn)驗(yàn)證了判定偏心負(fù)載下擺動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性優(yōu)劣的評價(jià)指標(biāo)αv。 其次，提出了增加工作腔連通孔來抑制偏心負(fù)載下擺動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定性現(xiàn)象的方法，并建立了此種情況下的數(shù)學(xué)模型。在擺動(dòng)氣缸供氣和排氣管路之間增加電磁比例閥，通過模擬試驗(yàn)驗(yàn)證了這種抑制方法的有效性，并

3、通過MATLAB數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)對比進(jìn)一步修改了數(shù)學(xué)模型。 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，通過MATLAB遺傳算法工具箱，對工作腔連通孔的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化；對優(yōu)化結(jié)構(gòu)后的工作腔連通孔流量特性進(jìn)行CFD仿真，確定了其結(jié)構(gòu)的合理性。 最后，設(shè)計(jì)加工出來帶有工作腔連通孔的擺動(dòng)氣缸，分別在變負(fù)載和變壓力的情況下，對所有加工出來帶有不同工作腔連通孔參數(shù)的擺動(dòng)氣缸進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，和原結(jié)構(gòu)擺動(dòng)氣缸的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析，確定了所提抑制方法