高速气缸压力反馈式缓冲阀的研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要气缸高速化是现代气动技术发展方向。本文系统地研究了高速气缸各个阶段的运动特性、动态特性、能量与气动参数的关系，对具有自适应能力的“压力反馈式缓冲阀”进行了深入的仿真研究。“压力反馈式缓冲阀”的研制将解决提高气缸速度的最后障碍，使气缸速度提高近五倍，产业化后将创造可观的经济效益。气压反馈的应用为解决气动问题开辟了一个新途径。本文首先对气缸的工作阶段进行了仿真研究，得出了气缸工作阶段的运动特性及动态特性，并研究了缓冲开始时刻气缸进、排气腔气动参数与活塞速度的关系，找出活塞速度对

2、各气动参数的影响规律。搭建了高速气缸实验台，对气缸工作阶段的仿真结果进行了实验验证。研究了缓冲过程中缓冲腔系统输入能量、输出能量的变化规律，定性地分析出当活塞速度变化时影响输入能量、输出能量的主要因素。自适应缓冲阀的原理应该是通过影响输入能量的主要因素控制影响输出能量的主要因素，从而达到输出能量与输入能量平衡的目的。设计了基于上述原理的具有自适应能力的“压力反馈式缓冲阀”。在设计缓冲方案时，为便于对缓冲过程的控制，提出了将整个气缸运动过程分为三个阶段即工作阶段、缓冲阶段、排气阶段，在缓冲阶段采用密闭缓冲腔，

3、这对提高气缸的缓冲能力及缓冲过程的可控性都提供了保证。对高速气缸缓冲过程进行了仿真研究，得出了影响缓冲腔系统输出能量的主要因素即缓冲阀开启压力与活塞速度具有良好的线性关系。进入缓冲时刻的缓冲腔压力与系统输入能盆及缓冲阀开启压力与系统输出能量均具有良好的线性关系，从而从理论上验证了压力反馈式缓冲阀的可行性。通过对“压力反馈式缓冲阀”的仿真研究，进行了阀的参数设计，并在仿真模型中验证了此阀当活塞速度在1.8^-2.2m/s范围内变化时，可以自动调节缓冲腔系统的输出能A，使其至少平衡掉运动部件动能的90%.关键词

4、高速气缸:压力反馈:缓冲;数值仿真哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractHigh-speedcylinderisthedirectionofthedevelopmentofthemodernpneumatictechnology.ThispapersyntheticallyanalyzescylinderkineticanddynamiccharacteristicandtherelationbetweenenergyandpneumaticparametersNumericalsimulation

5、onthecushionvalvebasedonpressurefeedbackwasmade.TheresearchanddevelopmentofthiscushionvalvewillbringconsiderableeconomicbenefitandtheapplicationofpressurefeedbackwillprovideanewmethodtosolvepneumaticproblemFirst,asufficientsimulatedstudyonthefirstphaseofcy

6、linderkineticcoursewasmade.Theresultsshowedthecylinderkineticanddynamiccharacteristicofthisphase.Accordingtostudyingtherelationbetweenpistonvelocityvariationandinitialpressureofbothsideofcylinder,theefectofpistonvelocityoneverypneumaticparameterswasfind.Ex

7、perimentalsystemwasmade,andthesimulatedresultsabovedwerecoincidedwiththeexperimentalresults.Bystudyingtheinitialenergyandtheenergyabsorbedofcushionchambersystem，analyzesthemainfactorwhichafecttheenergywhenpistonvelocitywaschanged.Theprincipleofthecushionva

8、lvewhichcanadapttothepistonvelocityvariationistomakethemainfactorwhichafecttheinitialenergyadapttothemainfactorwhichafecttheenergyabsorbedautomatically.Accordingtotheprincipleabovedcushionvalvebasedonpressure