高速氣缸緩沖柱塞的結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、氣缸作為常見的氣動執(zhí)行元件，其高速化發(fā)展對提高工業(yè)的生產(chǎn)效率有著至關(guān)重要的意義。但是，處于良好緩沖狀態(tài)下的氣缸當工況發(fā)生變化時，氣缸在行程終點會發(fā)生撞擊及反彈的現(xiàn)象，因此緩沖問題制約了氣缸的高速化發(fā)展。本文的目標是設(shè)計高速氣缸緩沖柱塞結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ν饨绻r的變化具有較寬范圍的適應(yīng)能力。
　　本文以Visual C++編程語言為開發(fā)環(huán)境，使用MFC框架和MSChart繪圖控件兩種工具開發(fā)了仿真軟件，根據(jù)氣體動力學(xué)對高速氣缸整個運行過程

2、建立了能量、流量以及運動的數(shù)學(xué)模型，基于四階龍格庫塔法對模型進行數(shù)值解算，得到了緩沖氣缸在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況條件下各腔室壓力、速度及位移的動態(tài)特性曲線。在與仿真工況相同的條件下進行緩沖性能實驗，驗證了開發(fā)的仿真程序中數(shù)學(xué)模型及參數(shù)選擇的合理性。
　　搭建高速氣缸的緩沖性能測試實驗臺采集數(shù)據(jù)，其中信號的采集借助于壓力、位移及加速度傳感器，采集程序由Matlab的Simulink模塊實現(xiàn)，分析供氣壓力、負載質(zhì)量和活塞最大速度改變對氣缸

3、緩沖性能的影響，并從能量守恒的角度深入研究了吸收能量與沖擊能量失去平衡的關(guān)系及其變化趨勢。從而揭示了這三種工況變化時緩沖性能被破壞的機理。
　　通過建模與仿真，分析良好緩沖下緩沖腔排氣節(jié)流面積隨位移的變化規(guī)律，并將此規(guī)律應(yīng)用于緩沖柱塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計，改進傳統(tǒng)的緩沖方式，提出了新的緩沖思想，設(shè)計并加工了階段式、拋物線式和等間距式三種柱塞結(jié)構(gòu)。試驗結(jié)果表明，階段式結(jié)構(gòu)的緩沖性能可以適應(yīng)供氣壓力及最大速度變化±20％，質(zhì)量負載變化±60％;