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(jī)械能進(jìn)而實(shí)現(xiàn)負(fù)載升降的輕小型吊裝設(shè)備，由于其具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，作為輕小型吊裝設(shè)備的代表，氣動平衡器具有廣闊的應(yīng)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(jìn)行了設(shè)計分析，并從負(fù)載性能、安全性能以及全程懸浮功能等幾個方面對其進(jìn)行了研究及優(yōu)化。

2、>　　首先設(shè)計了傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，運(yùn)用推力軸承將活塞直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為卷筒旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，給出了整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)受力和運(yùn)動情況，對滾珠絲杠副、卷筒、氣缸進(jìn)行了分析設(shè)計；然后運(yùn)用離心定律設(shè)計了制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)尺寸，并對制動系統(tǒng)進(jìn)行了動力學(xué)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(shè)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(jìn)行了仿真分析，得出氣缸是影響負(fù)載

3、性能的關(guān)鍵因素，并用MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合得到氣缸與負(fù)載的函數(shù)關(guān)系；利用ANSYS對制動系統(tǒng)進(jìn)行了靜力學(xué)仿真分析，驗(yàn)證了制動器的強(qiáng)度滿足要求，利用ADAMS對制動系統(tǒng)進(jìn)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(guān)鍵因素。
　　為測試氣動平衡器的性能以及驗(yàn)證仿真結(jié)果的可靠性，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。氣缸測試結(jié)果驗(yàn)證了氣缸與負(fù)載之間的函數(shù)關(guān)系，得出氣缸是影響負(fù)載性能的關(guān)鍵因素；氣控系統(tǒng)測試結(jié)果