气浮无摩擦气缸及气浮特性仿真.pdf

《气浮无摩擦气缸及气浮特性仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第48卷第2期Jou浙rnalof江Zhejia大ngUn学iversit学y(En报gine(er工ing学S版cie)nce)Vo1．48NO．22014年2月Feb．2O14DOI：10．3785／j．issn．1008—973X．2014．02．005气浮无摩擦气缸及气浮特性仿真朱晓，陶国良，刘昊，孟德远，班伟，钱鹏飞(浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：为了满足气动系统中高精度伺服控制对低摩擦气缸的需求，提出一种利用静压气体轴承作为活塞的新型无摩擦气缸．针对轴承耗气量及径向承载能力难以准确建模的问题，构建一种基于有限元数值求

2、解方法的轴承气膜压力计算方法．利用该方法，分析轴承的结构参数及时变的环境参数对轴承气浮特性的影响．结果表明，在节流孑L末端引入均压腔能够显著增加了轴承的径向承载能力，消除气膜中节流孔附近的压力尖峰，使轴承稳定性增强；供气压力、径向载荷和偏心率等时变参数对气浮特性的综合影响增加了简化活塞泄漏模型的困难．为了后续对气缸进行控制，根据气浮特性仿真结果，提出一种基于特定径向负载假设下的泄漏量模型简化方法．关键词：无摩擦气缸；气体轴承；有限单元法；气浮特性中图分类号：TH138文献标志码：A文章编号：1008—973X(2014)02—2l4一O7Non。Ifrictionpn

3、eumaticcylinderandsimulationoftheflotationcharacteristicsofthebearingZHUXiao，TAOGuo—liang，LIUHao，MENGDe—yuan，BANWei，QIANPeng—fei(StateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Anewnon—frictionpneumaticcylinderwithanaerostaticbearing

4、asitspistonwasproposedtosatisfythedemandoflow—frictioncylinderinhigh-precisionpneumaticservosystems．Theworkingcharacteristicsofthebearing(WCOB)，radialloadcarryingcapacity(RLCC)andairconsumption，aredifficulttobemodeledaccurately．Inviewofthis，themathematicalmodelofthepressuredistributiono

5、ftheairfilmwasestablished。anumerica1solutionmethodofthismodelbasedonfiniteelementmethod(FEM)wasconstructed，theinfluenceofthebearingSstructuralparametersandtime—varyingparameterstotheworkingcharacteristicsofthebearingwerestudied．Thesimulationresultsshowthatintroducingarecesschambertothee

6、ndoftheorificeholecanincreasetheRICCsignificantlyandsmooththepressuredistributionaroundtheorificeintheairfilm，asaresultofwhichthebearingwil1workmorestable；thetime—varyingparameters，suchassupplyingpressure，radialloadactingonthebearingandeccentricityofthepiston，makeacombinedeffectontheWCO

7、B，whichbringmoredifficultiestothemodelsimplification．Inviewofthis，asolutionbasedontheassumptionthattheradialloadactingonthepistonliesbetweensomeparticularworkingpointswasproposedinthispapertosimplifythemodelingoftheleakage．Keywords：non—frictioncylinder；airbearing；finiteelementm