限載式氣動(dòng)葫蘆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)仿真研究.pdf

1、氣動(dòng)技術(shù)隨著科技的進(jìn)步得到廣泛的應(yīng)用,新型的氣動(dòng)工具逐步進(jìn)入市場,其中氣動(dòng)葫蘆具有很強(qiáng)的市場競爭力,在軍工、石油、化工等具有易燃易爆的危險(xiǎn)環(huán)境中被廣泛使用,逐步取代了現(xiàn)有的手拉葫蘆和電動(dòng)葫蘆。但通過對(duì)國內(nèi)外氣動(dòng)葫蘆研究現(xiàn)狀的分析和實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn),國內(nèi)氣動(dòng)葫蘆普遍存在殼體負(fù)載能力不足、制動(dòng)性能差、馬達(dá)噪聲大、無限載限位保護(hù)等諸多問題,對(duì)其安全生產(chǎn)和推廣使用產(chǎn)生了很大的影響。
　　針對(duì)以上情況,本論文首先根據(jù)論文對(duì)氣動(dòng)葫蘆技術(shù)指標(biāo)的要求

2、,對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計(jì),分析了影響負(fù)載能力和提升速度的因素,依據(jù)氣動(dòng)馬達(dá)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),建立馬達(dá)內(nèi)部壓力變化的數(shù)學(xué)模型和轉(zhuǎn)矩平衡方程,并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析,利用仿真結(jié)果修正馬達(dá)結(jié)構(gòu)參數(shù)以提高馬達(dá)工作運(yùn)行的平穩(wěn)性;另外制動(dòng)器被認(rèn)為是氣動(dòng)葫蘆安全生產(chǎn)中的關(guān)鍵部件,在對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)的同時(shí),還對(duì)彈簧受力情況進(jìn)行分析優(yōu)化,得出彈簧的振動(dòng)方程,提高了氣動(dòng)葫蘆的制動(dòng)效果。
　　其次論文借助ANSYS Workbench分析軟件,對(duì)

3、氣動(dòng)葫蘆的殼體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力分析,雖然出現(xiàn)局部的應(yīng)力集中現(xiàn)象,但是殼體在額定負(fù)載的情況下,最大應(yīng)變值0.038mm小于殼體材料的彈性應(yīng)變,可保證氣動(dòng)葫蘆對(duì)殼體強(qiáng)度和剛度的要求;通過對(duì)制動(dòng)器的瞬態(tài)分析,得出在外界突然制動(dòng)的條件下摩擦片磨損對(duì)制動(dòng)性能的影響情況,并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)一步提高制動(dòng)器的制動(dòng)性能;此外在對(duì)氣動(dòng)馬達(dá)模態(tài)分析的同時(shí),獲得分析頻率列表和模態(tài)云圖,根據(jù)頻率變化比較明顯的模態(tài)發(fā)現(xiàn):頻率在539.78HZ和2404.3HZ工作氣動(dòng)

4、馬達(dá)振動(dòng)最為劇烈,噪聲最大,應(yīng)當(dāng)減小馬達(dá)主軸圓切面的半徑,降低馬達(dá)對(duì)周圍工作環(huán)境的影響。
　　最后,利用建模仿真平臺(tái)AMESim軟件針對(duì)設(shè)計(jì)的氣動(dòng)系統(tǒng)搭建AMESim氣動(dòng)仿真模型,通過AMESim軟件分析氣動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)器壓力、響應(yīng)速度以及馬達(dá)主軸轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間變化的情況,得出制動(dòng)器可以在0.05s內(nèi)瞬間達(dá)到3倍載荷的制動(dòng)力,可保證系統(tǒng)在安全時(shí)間內(nèi)能夠迅速達(dá)到制動(dòng)效果,且仿真模擬也表明,當(dāng)負(fù)載超過額定載荷時(shí)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩將減至零,達(dá)到限載保