新型液压缓冲器缓冲机理研究

摘要

现代工业生产中，自动化机构日益增多，各运动部件间的冲击碰撞频繁，为保证机构运动的平稳性，延长机构使用寿命，缓冲器得到广泛应用。在各类缓冲器中，液压缓冲器由于减速平稳，缓冲容量大，缓冲效率高，使用寿命长的优势，逐渐得到青睐。相比于国外，国内对于液压缓冲器的研究起步较晚，研究不透彻，技术不成熟。因此，本文对液压缓冲器中芯轴式液压缓冲器展开研究。论文主要研究内容如下：
　　（1）分析芯轴式液压缓冲器的结构组成，提出主要性能指标，分析关键结构的设计要求。根据理想缓冲器设计规律，得出缓冲力、缓冲行程的函数关系，节流口面积与其他结构参数的函数表达式。分析缓冲器内外缸筒间的缝隙泄漏，以及二者配合精度要求。得出复位装置选用机械弹簧与压缩气体弹簧的计算方法。分析缓冲器对于缓冲介质的性能要求。
　　（2）详细分析缓冲器运动部件的受力，包括撞头、内缸筒及隔离活塞。应用牛顿定律及液压流体力学方程建立液压缓冲器的数学模型，利用MATLAB软件对缓冲器工作过程进行数值仿真，获得不同冲击工况下的缓冲特性曲线，为缓冲器各关键参数与关键结构的设计提供了依据。
　　（3）针对决定缓冲性能的结构：节流口进行仿真分析，对比矩形、半圆形及三角形节流口的节流性能。利用FLUENT及其前后处理软件建立起节流口的模型并仿真，得出三者在相同流场条件下的压力、速度及温度分布图。根据仿真数据，确定合理的节流口形式。
　　（4）建立缓冲器三维模型，利用FLUENT动网格技术，对于缓冲器内部流场进行仿真，得出缓冲器内部流场情况，包括：流体流动形式，工作腔压力变化规律，高压腔压力、油液速度与节流芯轴直径、节流口分布之间的相互影响关系，得出其最优解。

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第1章 绪论

1.1 液压缓冲器概述

1.2 液压缓冲器主要性能参数

1.3 本课题的主要研究内容

1.4本章小结

第2章 液压缓冲器关键结构分析

2.1 缓冲能量分析

2.2 缓冲力分析

2.3 节流口过流面积函数分析

2.4 内外缸筒公差配合的计算

2.5 复位弹簧

2.6 液压油的选择

2.7其他结构参数讨论

2.8本章小结

第3章 液压缓冲器的数学建模及仿真分析

3.1前提假设

3.2数学模型的建立

3.3数学模型至仿真模型的转化

3.4仿真结果分析

3.5本章小结

第4章 液压缓冲器节流口对比优化

4.1 FLUENT软件简介[52]

4.2节流口的仿真

4.3 矩形节流口仿真结果分析

4.4三角节流口和半圆节流口仿真结果分析

4.5 本章小结

第5章 液压缓冲器流场仿真分析

5.1 动网格简介[54]

5.2 动网格仿真

5.3 仿真结果分析

5.4缓冲器结构对流场的影响

5.5本章小结

第6章 结论与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献