钻床气卡工作台

在摇臂钻床上加工零件,普遍使用螺栓、压板,用人力把工件压紧在工作台上进行钻孔加工,既费时又费力。为了改善劳动条件,我们在原工作台上安装一套气动装置,改人力压紧为气动压紧,使用方便,效果较好。气卡工作台结构如图所示,气动装置的主件——气缸,是采用市场上出售的“东风”E140汽车的后制动室总成。     

基于钢球-双锥面增力的偏心驱动压紧装置

介绍了基于钢球-双锥面增力的偏心驱动压紧装置的工作原理，给出了相应的力学计算公式。给手柄施加一个较小的力，该压紧装置能够获得一个很大的输出力。这就使得在某些场合下，可以用手动压紧装置代替气动压紧装置，甚至液压压紧装置。     

气动肌腱驱动的基于曲杠杆-铰杆的增力压紧装置

介绍了两种新型的以气动肌腱为驱动力,基于曲杠杆-铰杆的压紧装置的工作原理,给出了力学计算公式。与已有的气动肌腱与杠杆-铰杆增力机构的组合装置相比,该压紧装置结构紧凑,增力效果好。     

气动拉式加载台设计

设计了一台拉式加载装置,装置通过特有的气路控制,实现了多个压力值的拉向力输出,采用了上面小气缸,下面大气缸分别工作的设计,实现了宽范围力值输出,通过合理的电气与气路配合控制,解决了不同拉向力切换且拉力范围超出单一气缸可驱动范围的问题,达到了使用范围广,控制准确可靠的目的,为整个系列产品的拉向力加载处理提供了保障。     

比例调压阀PWM控制气动力感的再现装置

提出一种气动装置以实现在主从式机器手系统中产生力觉临场感。该装置由机械气动结构与PWM控制器两部分组成。详细介绍了力感再现装置力感形成原理与控制方法,搭建了压力修正实验与应力采集实验。实验结果表明,所设计的PWM控制器精确实现了力感驱动气缸的压力控制。该装置用在主从式机器手系统中,能够良好地实现力觉临场感。     

钻床气动压紧工作台

在摇臂钻床上钻孔加工,一般借助T形螺栓、压板,用人力把工件压紧在工作台上进行,既费时又费力。为了提高功效,改善劳动条件,我们在钻床工作台上安装了一套气动装置,受到操作者欢迎。 气动压紧工作台的结构如图所示。它由气缸3、螺杆4、拉杆5、压板     

电弧炼钢炉气动控制的改造

HXL2-1.5型电弧炼钢炉用于铸钢件生产多年后,故障增多,尤其是气动控制系统故障频次高,甚至多次发生三相电极夹持不住,造成电极落炉的事故.经拆检发现,气动控制中的气缸内严重生锈,弹簧弹性失效,活塞杆不能复位.而调整压块压紧力不够是导致事故发生的主要原因.     

全性能温度补偿加载机构设计

设计了一台在温箱内使用的全性能温度补偿加载机构,考虑到温度交变以及湿度变化的特殊环境,该机构采用了全气动驱动来实现纵向及横向的精确位置加载。机构的纵向和横向由两级气缸和无杆气缸驱动,通过反复测试,设计和优化了气动回路,并根据实际动作要求制定了严谨的电磁阀控制逻辑关系,实现了在温箱内部的安全可靠应用,也为多级气缸及无杆气缸的应用总结了经验。     

基于无杆活塞气压缸的二次正交铰秆增力多点浮动夹紧装置

介绍了无杆活塞气压缸驱动的二次正交铰杆增力多点浮动夹紧装置,二次正交铰杆增力机构具有力放大效果显著、力传递效率高等显著优点,无杆活塞气压缸具有刚性好、空间利用率高的优点.两者组合形成的气动-机械复合传动夹紧装置,能够弥补单纯气压传动技术系统压力低、输出力不大的缺陷.在某些场合下,可取代容易产生污染的液压夹紧装置.采用多点浮动夹紧装置,能实现各个压紧柱塞输出力基本一致.     

双级气—液增压器

气动夹具是机动夹具中应用较广泛的一种,但由于气源压力较低(<0.6MPa),有时不能满足较大夹紧力的要求。如,直径为φ100mm的气缸,按P=0.6MPa计算,工作压力只有4710N。若需增大夹紧力,只能进一步加大气缸的直径,使气缸体积庞大且笨拙。为此,我们研制了一种双级气-液增压器,使工作缸获得不同的压力,对工件实施预夹紧和夹紧,解决了一般气动压紧存在的问题,效果较好。 1.工作原理     

Application of response surface methodology on finding influencing parameters in servo pneumatic system

Servo pneumatic positioning system is a mechatronics approach that enables to use pneumatic cylinders as multi-position actuators. In the present study, an endeavor has been made to simulate the response of pneumatic cylinder parameters. Response surface methodology based analysis have been conducted to evaluate the influences of system parameters such as external load, supply pressure and cross sectional area of cylinder on the response characteristics such as settling time, maximum overshoot, integral time absolute error and maximum force generated using fuzzy rule base models. From the experimental results, it has been inferred that supply pressure has mostly influent nature on determining maximum overshoot and integral of time absolute error (ITAE). It has been observed that cross sectional area and external load has significantly affected the maximum generated force and settling time respectively.     

气缸冲击动力学建模与仿真分析

将气缸在行程末端的冲击问题看成一个由细长活塞杆、质量负载、活塞以及端盖组成的振动系统。首先应用弹性体的一维波动方程建立细长活塞杆纵向振动变形的数学模型,用模态叠加方法解析了冲击力、接触位移以及接触时间。然后利用非线性有限元软件LS-DYNA对气缸冲击过程进行数值仿真计算分析,详细研究了当驱动负载质量以及活塞初始冲击速度不同时,活塞冲击接触面接触合力和接触作用时间的变化情况。对比分析了理论解析解与LS-DYNA数值解,验证了解析解的准确性,得出了冲击力分别随速度和负载的变化规律;进一步对冲击振动响应进行了频率分析,并研究了气缸冲击力的变化原因。研究结果为气缸的设计和使用提供了理论和实际参考。     

气动肌腱与铰杆增力机构的三种组合系统及其比较

介绍了三种以气动肌腱为驱动的铰杆式增力机构，并给出了相应的输出力计算公式。用气动肌腱代替传统的气缸，能使装置在体积尺寸上更为紧凑，适用于需要较大输出力且结构尺寸受限制的场合。     

高压气动系统负载容腔压力伺服控制仿真研究

为满足某气体发生系统安装空间小、重量轻、动态响应快、控制精度高等要求,设计了高压气动压力伺服控制系统,并采用高压电-气伺服阀实现了负载压力的高响应高精度控制。建立了系统数学模型,包括高压气瓶热力学方程、高压电-气伺服阀传递函数与流量方程、负载容腔压力变化与排气流量方程等子模型,并设计了反馈线性化PID控制器。基于MATLAB/Simulink平台建立了高压气动系统仿真模型,仿真研究了高压气瓶容积与初始气源压力、负载容腔排气孔通径等参数对系统负载压力控制性能的影响规律。研究结果为该系统的优化设计与实验研究提供重要理论依据。     

一种应用于变负载工况的新型顺序阀

顺序阀就其控制方式说分为两种:一种是用顺序阀本身进口压力油进行控制的,称为内控顺序阀;另一种是用外部压力油进行控制的,称为外控顺序阀。内-外控顺序阀是结合了内控和外控两种控制方式于一体的一种新型顺序阀。利用这个控制功能,在一个工作循环周期内,该阀可以根据负载情况来控制背压的大小,根据工况的不同来控制背压的有无,即可以避免因负载变化引起的冲击和振动,使液压缸运动平稳,又可以达到节能的效果。     

竖直运动平台气动配重的研究

提出了一种利用气缸推力对竖直方向运动的超精密运动平台进行配重的新方法,使电机趋动力减小,提高运动精度。建立了重物配重及气动配重的力学模型,指出重物配重时,电机的推力至少要能够克服摩擦力,而用气动配重方法,当平台运动方向发生变化时,改变气缸压力,使平台在垂直运动时所需的电机推力小,甚至达到零负载,使其运动精度得以提高。并给出了一种控制气缸推力的解决方案。     

Measurement of friction force in pneumatic cylinders

Although the performance and reliability of pneumatic cylinders depend to a great extent on the friction generated at the seals, the friction characteristics have not been widely studied. Both the literature and manufacturers' catalogues rarely discuss the friction characteristics of pneumatic cylinders, and the lack of friction models limits the design, optimisation, and analysis of pneumatic cylinder systems. In seeking to improve the characteristics of pneumatic cylinders and to clarify the friction phenomenon, this paper describes friction force measurement tests carried out in pneumatic cylinders of six different diameters, from 32 to 100 mm. An experimental apparatus was designed to assess the effect of a broad range of operating conditions, where the velocity and pressure of the cylinder chambers are controlled independently. Measurements of friction force are shown for velocities of up to 0.5 m/s and pressures of up to 0.8 MPa. The data obtained will be useful for developing a suitable friction model, and the experimental apparatus will allow study of the effects on the friction force of different types of seal, lubricant, and cylinder barrel.     

Pneumatic actuating device with nanopositioning ability utilizing PZT impact force coupled with differential pressure

This paper reports a new actuating method using piezoelectric (PZT) impact force coupled with differential pressure for the pneumatic positioning device. Fundamental experiments show that the sliding table can be actuated to move with precise step motions in both the forward and backward directions based on the proposed method. A two degree-of-freedom (DOF) analytic model is established and verified for expressing the impact actuation. Furthermore, a pulse width, which is equal to the period of second-mode vibration of the actuating device, is experimentally examined for the actuation of PZT actuator. Finally, position control based on a hybrid controller is implemented. The experimental result shows that the sliding table is successfully positioned from the reference origin to the target position of 4 mm in 0.924 s with the positioning accuracy of 5 μm due to the actuation of the pneumatic cylinder, and that the final positioning accuracy of 10 nm is obtained by the actuation of PZT impact force coupled with differential pressure. The total control time is 2.683 s. It is shown that the proposed method is capable of significantly improving the positioning performance of the pneumatic actuating device. It is expected that the proposed method will be widely applied in the precision industry using pneumatic cylinders.     

基于三级串联力放大机构的气动夹具设计及应用

介绍了由三个角度效应串联作用的三级力放大机构与无杆缸组成的气动夹具系统,给出了其力放大系数和输出力的计算公式.该三级力放大机构具有结构简单、布置紧凑的优点,将其应用于气动夹具中,能够显著减小气缸的直径.或是在气缸直径相同的条件下,夹具的输出力得到了明显的提高.     

带卸压槽的微摩擦气缸Fluent仿真分析

针对超低频模态测试悬挂系统中微摩擦气缸抗侧向能力不足的问题,提出一种在活塞尾部增加环形卸压槽的新结构。建立了活塞外表面与气缸内表面之间气膜流场特征参数的仿真模型,并进行Fluent仿真计算,结果表明,增加环形卸压槽改善了气膜的气压分布,在两排节流孔之间形成了具有一定宽度且稳定的承载区,使活塞的轴线与气缸的轴线基本保持平行,提高了抗侧向能力及气膜刚度,从而使气缸工作更为稳定。试验结果进一步验证了仿真结果,证明带环形卸压槽的微摩擦气缸的性能得到了提高。