气浮活塞优化设计及其径向承载力试验研究

作者：李想,吴洁,陆阳勇,等. 日期：2024-03-26/span> 浏览：1093 查看PDF文档

摘要:对于气缸的高精度伺服控制而言,从根本上消除摩擦力具有重要的意义。气浮活塞是气浮无摩擦气缸的重要构成部件。在气缸的运行过程中,气浮活塞的径向承载力不足会引发活塞与缸筒内壁接触,致使气体润滑失效。为了提高无摩擦气缸中气浮活塞的径向承载性能,期望在实现更大承载力的前提下尽量减少耗气量,采用有限元仿真与试验相结合的方法,开展了气浮活塞径向承载力的研究工作。首先,采用Fluent软件仿真分析了供气压力、偏心率和节流孔直径等参数对气浮活塞径向承载力和耗气量的影响;然后,在综合考量后,优选出了气浮活塞的节流孔径,并以此加工出了气浮活塞样机;最后,为了测试实际情况下不同供气压力和偏心状态下的气浮活塞的径向承载能力,设计并搭建了一套以气浮无摩擦气缸作为加载装置的高精度径向承载力检测装置。研究结果表明:从定性的角度上看,仿真和试验结果趋势一致;从定量的角度上看,试验结果与仿真结果的吻合度在90%以上。该研究可为采用Fluent软件仿真研究气浮活塞径向承载力的准确性提供依据,为后续仿真模型的修正提供一定的指导。

关键词:气压传动;无摩擦气缸;Fluent仿真优化;气体润滑;供气压力;节流孔直径;偏心率

中图分类号:TH138;TP23文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)03-0392-09


本文引用格式:

李想,吴洁,陆阳勇,等.气浮活塞优化设计及其径向承载力试验研究［J］.机电工程,2024,41(3):392-399,454.

LI Xiang, WU Jie, LU Yangyong, et al. Optimization design and experimental study on radial bearing capacity of air-floating piston［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(3):392-399,454.