基于超聲減摩原理的新型低摩擦氣缸研制.pdf

1、氣動(dòng)系統(tǒng)作為現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)的常用系統(tǒng)已在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。氣缸作為其最常用的執(zhí)行元件,其動(dòng)靜摩擦力不同的特性是影響氣動(dòng)系統(tǒng)低速產(chǎn)生爬行的主要因素之一。近來(lái),超聲減摩作為一種新型的減摩方式逐漸被廣泛關(guān)注。本文擬將超聲振動(dòng)施加于氣缸缸筒,利用氣缸缸筒的超聲減摩改善氣缸的摩擦力特性。
　　為實(shí)現(xiàn)超聲減摩氣缸的設(shè)計(jì),需要合理選擇的氣缸的激振模態(tài)和激振模式。本文闡述了梁結(jié)構(gòu)的彎曲、扭轉(zhuǎn)和縱向振動(dòng)的振型函數(shù)以及頻率公式,并給出其

2、對(duì)應(yīng)的激振方式。特別的給出了圓筒型梁的多波彎曲振動(dòng)模態(tài),分析了其振型的特點(diǎn),闡述了其壓電陶瓷片夾心式的激振方式,為超聲減摩氣缸的研制提供了指導(dǎo)。
　　依據(jù)缸筒的振動(dòng)特性選擇了基于缸筒縱向振動(dòng)和缸筒彎曲振動(dòng)的激振模態(tài),設(shè)計(jì)出了基于超聲換能器的缸筒縱向振動(dòng)的超聲減摩氣缸和基于貼片式的缸筒彎曲振動(dòng)模態(tài)超聲減摩氣缸。并分別給出了其激振的工作原理,推導(dǎo)了其超聲振動(dòng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí),研究了兩種類(lèi)型的超聲減摩氣缸的減摩機(jī)理,得出超聲減

3、摩氣缸的減摩效應(yīng)與超聲振動(dòng)的振幅成正相關(guān)的特點(diǎn)。
　　基于A(yíng)NSYS有限元仿真對(duì)兩種類(lèi)型的超聲減摩氣缸分別進(jìn)行了模態(tài)、諧響應(yīng)和瞬態(tài)仿真分析,得到了其諧振頻率以及振型云圖,分別驗(yàn)證了減摩氣缸激振方式的合理性和可行性,以及質(zhì)點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡,實(shí)現(xiàn)了兩種類(lèi)型的超聲減摩氣缸的研制。同時(shí)研究了激勵(lì)電壓與超聲減摩氣缸振幅的關(guān)系,為實(shí)驗(yàn)提供了指導(dǎo)。
　　搭建了用于超聲減摩氣缸特性研究的測(cè)試系統(tǒng),完成了超聲減摩氣缸樣機(jī)的性能測(cè)試。在引入超聲