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意大利UNIVER氣缸性能分析
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【簡單介紹】
意大利UNIVER氣缸性能分析
氣缸具有成本低,、重量輕,、無污染,、維護方便和抗干擾強等優(yōu)點,,使其在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,,已成為當(dāng)今實現(xiàn)自動化的重要手段,。由于半導(dǎo)體,、瓷器、玻璃等工業(yè)應(yīng)用場合的需要,,對氣缸的低速運動特性提出更高的要求,,同時計算機仿真技術(shù)越來越深入工業(yè)設(shè)計之中。所以對氣缸低速摩擦力特性和仿真模型的研究有很重要意義,。
【詳細(xì)說明】

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氣缸具有成本低,、重量輕、無污染,、維護方便和抗干擾強等優(yōu)點,,使其在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,已成為當(dāng)今實現(xiàn)自動化的重要手段,。由于半導(dǎo)體,、瓷器、玻璃等工業(yè)應(yīng)用場合的需要,對氣缸的低速運動特性提出更高的要求,,同時計算機仿真技術(shù)越來越深入工業(yè)設(shè)計之中,。所以對氣缸低速摩擦力特性和仿真模型的研究有很重要意義。

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首先從摩擦學(xué)的角度進行摩擦力和爬行機理的理論研究,;分析了摩擦力的產(chǎn)生的四個動態(tài)階段和摩擦記憶等特性,,對比研究了摩擦力的靜、動態(tài)數(shù)學(xué)模型和影響氣缸爬行的因素,,推導(dǎo)了帶有Stribeck效應(yīng)的分段Karnopp模型作為氣缸的摩擦力模型,。 分別構(gòu)建了氣缸摩擦力測試實驗臺和氣缸微位移實驗臺,并在LabVIEW環(huán)境中設(shè)計了實驗臺的軟件部分,。利用實驗臺研究了氣缸勻速運動和爬行運動時的摩擦力特性,,驗證了低速時摩擦力隨速度增加而非線性減小的特性;并試驗分析了工作壓力,、負(fù)載和缸徑等因素對氣缸爬行現(xiàn)象的影響;同時還初步研究了氣缸的預(yù)位移和摩擦力的關(guān)系,。zui后利用AMESim平臺,,以雙作用氣缸元件創(chuàng)建為例,介紹了AMESet工具工作流程,,并改進了軟件中所有直線氣缸模型,。經(jīng)過實驗對比和系統(tǒng)仿真驗證,新模型可以較準(zhǔn)確的反映氣缸低速摩擦力特性,。以氣浮軸承特性為基礎(chǔ),,深入研究氣浮式無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)參數(shù)指標(biāo)、靜態(tài)特性指標(biāo)以及動態(tài)特性指標(biāo)之間影響關(guān)系,。提出一套完整的氣浮式無摩擦氣缸設(shè)計方案,。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)確定氣浮式無摩擦氣缸結(jié)構(gòu),主要包括氣缸體和活塞體,?;钊w采用自主研發(fā)設(shè)計的具有氣浮特性的氣浮軸承。(2)為實現(xiàn)活塞體功能,,對其表面進行精確的壓力分布控制,,建立一套完善包含負(fù)載考慮的活塞數(shù)學(xué)模型,包括一維解析數(shù)學(xué)模型和二維數(shù)值數(shù)學(xué)模型,,并確定其壓力分布關(guān)系,。提出靜態(tài)特性指標(biāo),包括徑向承載力和氣體泄漏量,。采用基于二次開發(fā)的MATLAB PDE Tools求解二維數(shù)值數(shù)學(xué)模型,,并以雙排孔活塞模型作為研究對象,仿真分析各種活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)對其的影響,并驗證一維解析數(shù)學(xué)模型和二維數(shù)值數(shù)學(xué)模型的可行性,,以及模型應(yīng)用范圍,。(3)氣缸活塞參數(shù)較多,合理統(tǒng)籌參數(shù)類別,,將靜態(tài)特性作為優(yōu)化目標(biāo),,提出一種受限約束優(yōu)化方法(COPT),通過與不同權(quán)值的加權(quán)優(yōu)化方法(WOPT1,WOPT2)對比,,驗證受限約束優(yōu)化方法(COPT)的可靠性和實用性,。可根據(jù)用戶的需求選擇合適的活塞結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化解集,。(4)運用AMESim和Simulink建立帶有氣體內(nèi)泄漏模塊的氣缸動態(tài)模型,。分別在不同的控制輸入(換向閥控制電壓給與時間Tstep、換向閥控制電壓Ustep),、激勵參數(shù)(供氣壓力Ps,、負(fù)載質(zhì)量M)、活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)條件下進行動態(tài)性能的仿真對比,,驗證靜態(tài)性能的重要性以及結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化對氣缸運行中的重要影響,。進行測試實驗臺的總體設(shè)計,提出氣浮式無摩擦氣缸樣機的性能測試方法,。

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氣缸是工業(yè)機械自動化的一種重要技術(shù)手段,。氣缸作為氣動系統(tǒng)中zui為常見的執(zhí)行機構(gòu),摩擦力成為影響氣缸性能中非常重要的一個環(huán)節(jié),。結(jié)合氣缸發(fā)展,,氣浮式無摩擦氣缸的研究得到關(guān)注。將氣浮軸承與低摩擦氣缸相結(jié)合,,利用氣浮特性降低氣缸運行時摩擦力,,使其能夠運用于精密控制以及高響應(yīng)控制等場合。



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