楔形缓冲液压缸缓冲机理与实验研究

摘要

随着机械工业的快速发展，液压传动系统也向着高速、高压、高精度、重载的方向快速发展。当液压缸拖动沉重的负载以较高的速度运行到末端时，如果没有合适的缓冲装置，往往会发生剧烈的冲击和振动，伴随产生刺耳的噪声，甚至使紧固件松动，损坏液压传动零部件，具有很大的危险性。因此本文针对一种新型方便加工的缓冲结构----楔形缓冲，对其缓冲机理进行了较为深入的理论和实验研究。
　　本研究主要内容包括：①将楔形缓冲液压缸缓冲过程分为局部压力损失、锐缘节流、可变节流三个阶段分别建立其流量方程，由此建立起整个缓冲过程的数学模型。运用MATLAB对数学模型进行仿真分析。②建立楔形缓冲液压缸的无杆腔、缓冲腔和排油孔流场三维模型。将活塞等物体作为刚体与流场进行耦合运算，运用FLUENT中的自定义函数与动网格技术实现缓冲过程动态数值模拟。分析数值模拟计算结果，证明用分阶段法描述缓冲过程的正确性。③搭建楔形缓冲液压缸缓冲实验平台，根据实验数据确定基于实验的仿真参数，对比分析实验结果与数学模型计算结果，验证数学模型的准确性和可靠性。④运用数学模型研究：楔角、楔角长度、入口倒角、倒角长度等结构参数和外载荷、供油压力等工况对缓冲过程中无杆腔压力和活塞速度的影响规律，其结果可用于优化现有的液压缸楔形缓冲结构。

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1 绪 论

1.1课题的研究背景和意义

1.2液压缸缓冲机理

1.3液压缸缓冲的两种方式

1.4液压缸缓冲国内外研究现状

1.5本课题研究内容与研究方法

2 楔形缓冲液压缸缓冲过程数学模型建立与分析

2.1楔形缓冲液压缸缓冲过程

2.2楔形缓冲液压缸缓冲过程数学模型建立

2.3楔形缓冲液压缸缓冲过程仿真分析

2.4 本章小结

3 基于CFD的楔形缓冲液压缸缓冲过程动态数值模拟

3.1 CFD技术简介

3.2 楔形缓冲液压缸缓冲过程数值模拟流程

3.3 楔形缓冲液压缸流场数值模拟结果分析

3.4本章小结

4 楔形缓冲液压缸缓冲实验研究

4.1楔形缓冲液压缸缓冲实验方案

4.2楔形缓冲液压缸缓冲实验平台

4.3楔形缓冲液压缸缓冲实验结果

4.4楔形缓冲液压缸缓冲理论计算与实验测试结果对比分析

4.5本章小结

5 结构参数与工况对楔形缓冲液压缸缓冲过程的影响分析

5.1结构参数对楔形缓冲液压缸缓冲过程的影响

5.2 工况条件对楔形缓冲液压缸缓冲过程的影响

5.3本章小结

6 总结与展望

6.1总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间参加的项目