全程懸浮氣動平衡器性能研究與優(yōu)化.pdf

1、氣動平衡器是一種將空氣壓縮能轉(zhuǎn)化為機械能進而實現(xiàn)負載升降的輕小型吊裝設備，由于其具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應用，作為輕小型吊裝設備的代表，氣動平衡器具有廣闊的應用發(fā)展前景。
　　本文研究開發(fā)了一種具有全程懸浮功能的氣動平衡器，從基本參數(shù)入手，對全程懸浮氣動平衡器的整體結(jié)構(gòu)以及傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輔助配件進行了設計分析，并從負載性能、安全性能以及全程懸浮功能等幾個方面對其進行了研究及優(yōu)化。

2、>　　首先設計了傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，運用推力軸承將活塞直線運動轉(zhuǎn)化為卷筒旋轉(zhuǎn)運動，給出了整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)受力和運動情況，對滾珠絲杠副、卷筒、氣缸進行了分析設計；然后運用離心定律設計了制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸，并對制動系統(tǒng)進行了動力學分析，得到其制動臨界角速度；最后分析典型氣動平衡回路的工作原理以及存在的不足，設計開發(fā)了全程懸浮氣控系統(tǒng)以及操作手柄。
　　利用ANSYS Workbench對氣缸、活塞、滾珠絲杠副進行了仿真分析，得出氣缸是影響負載

3、性能的關鍵因素，并用MATLAB進行數(shù)據(jù)擬合得到氣缸與負載的函數(shù)關系；利用ANSYS對制動系統(tǒng)進行了靜力學仿真分析，驗證了制動器的強度滿足要求，利用ADAMS對制動系統(tǒng)進行了參數(shù)化分析，得出轉(zhuǎn)矩和初始角速度對制動距離的影響，并確定了轉(zhuǎn)矩是影響制動性能的關鍵因素。
　　為測試氣動平衡器的性能以及驗證仿真結(jié)果的可靠性，搭建了實驗平臺進行實驗。氣缸測試結(jié)果驗證了氣缸與負載之間的函數(shù)關系，得出氣缸是影響負載性能的關鍵因素；氣控系統(tǒng)測試結(jié)果