液壓缸可控變間隙密封關鍵技術研究.pdf

1、液壓缸是最典型、應用最廣泛的液壓執(zhí)行元件。傳統(tǒng)的液壓缸主要采用密封圈實現(xiàn)密封，能保證足夠的液壓缸的容積效率。但存在的問題是密封圈易破損且摩阻特性嚴重影響液壓缸高速性能。研究人員往往通過密封材料和結構的改進來改善這一狀況，但沒有從根本上解決摩擦和泄漏之間的矛盾。德國Haenchen公司研制出采用恒間隙密封技術的低摩擦高速液壓缸。這種恒間隙密封液壓缸具有摩擦小、速度快等特點。但內泄漏始終存在，且隨工作壓力升高液壓缸容積效率明顯降低。恒間隙密

2、封液壓缸存在密封性能與工作壓力之間的矛盾。
　　針對上述問題，本文以實驗室的前期實驗為基礎，以提高間隙密封液壓缸容積效率和高速性能為主要目標，探討研究液壓缸間隙密封及液壓支撐面織構潤滑理論，提出了一種自適應變間隙的技術方案。主要研究工作如下:
　　1、針對密封圈式液壓缸和恒間隙密封液壓缸存在的問題，提出了一種薄殼結構的自補償變間隙密封液壓缸。對變間隙密封的補償機理、補償效果和自適應性進行了研究，建立了流場中活塞唇邊的受載分析

3、模型，推導出活塞唇邊各點徑向變形量的計算方法，為設計和制造提供了理論依據(jù)和技術支持。
　　2、研究了變間隙液壓缸活塞結構的優(yōu)化方法，并結合工程應用，進行了開發(fā)設計。分析了唇邊長度和厚度改變對活塞唇邊變形的影響，確定了合適的唇邊長度和厚度的選擇范圍。針對同一唇邊尺寸，提出三種不同的活塞結構形式，通過研究對比，確定了密封效果最好的活塞結構。
　　3、針對工程應用，提出了一種變間隙密封結構的簡化模型，構建了間隙流量的數(shù)學模型和計算

4、方法，為液壓缸自補償變間隙密封的設計提供了有效的方法。同時，全面分析了活塞偏心、油液壓縮性、粘度變化、油液熱膨脹性等因素對間隙流量的影響。
　　4、對織構潤滑機理、形貌表征方法及其關鍵要素進行了分析，研究了液壓支撐面織構潤滑設計理論和實現(xiàn)途徑，提出了一種帶溝槽的菱形織構作為缸筒內壁的織構單元，并設計出溝槽斷面和織構單元的形貌。為有效地改善液壓缸缸筒和活塞之間的摩阻特性，確定了單元疏密程度、溝槽深度、以及溝槽深寬比的選擇原則，同時提