液压缸的无冲击缓冲技术研究及新型缓冲结构的CAD

摘要

液压缸是液压传动与控制系统中常用的执行部件。液压缸拖动部件运动至行程终端时，往往会发生剧烈的机械碰撞。这种机械冲击的产生，不仅会影响液压缸的工作性能，而且会损坏液压系统的其它元件，具有很大的危害性。因此液压缸的缓冲研究显的尤为重要了。
　　 本文对现有固定节流口、圆柱形环隙节流、沟槽节流、圆锥形环隙节流、抛物线环隙节流五种常用的液压缸内置式缓冲装置进行了分析，对缓冲过程建立了数学模型并借助MATLAB进行了计算仿真，探讨了各缓冲装置的缓冲特性。分析表明缓冲性能各不相同，各缓冲装置缓冲过程压力峰值较大，虽然都保证了速度无突变，即无硬冲击存在，但固定节流口、沟槽节流以及抛物线环隙节流缓冲装置在缓冲起点或终点加速度变化太大，即存在软冲击。可见，五种常用缓冲装置都无法达到最佳缓冲特性。
　　 液压缸内置式缓冲装置一般保证了无硬冲击，但如果存在软冲击，依然会对液压缸造成危害。因此，最佳的液压缸缓冲装置应该结构简单容易实现，并且其理想的缓冲特性应该是在保证缓冲压力较小的情况下，避免硬冲击，减少或消除软冲击。本文以砌块成型机的推板油缸工况需求为例，依据理想缓冲特性求得的理论节流面积曲线设计了一种液压缸缓冲装置。
　　 该缓冲装置由沿轴向不等距不等数量的圆形小孔组成，结构紧凑，加工制造容易。以液压缸末端小孔相应位置的实际节流面积与理论节流面积的差值作为约束条件，对小孔数量和小孔位置进行了合理设计，使其实际节流面积与理论节流面积更为接近，性能更加趋近理想缓冲特性。同时对新结构建立了数学模型，对其性能进行仿真，验证其除具备无硬冲击和较低的软冲击的缓冲性能外，还具有良好的软启动特性。
　　 液压缸的缓冲性能除与缓冲结构有关外，还与负载有关，要达到无冲击或小冲击缓冲，就需要根据具体的工况设计液压缸的缓冲结构。新型缓冲结构可以实现无冲击缓冲过程，但设计计算过程繁杂，因此本文运用MATAB和VB软件编程开发出了新型液压缸内置式缓冲装置的设计软件，用户只需在界面内输入不同的工况参数后，就可以得到新型液压缸内置式缓冲装置缓冲过程的速度与行程关系、加速度与行程关系以及理论节流面积变化曲线，同时获得最佳缓冲特性下的小孔数量和分布位置。从而在短时间内完成新型液压缸内置式缓冲装置设计，最后在实例的验证下证明了软件的实用价值。

目录

第一章绪论

第二章液压缸内置式缓冲装置及其缓冲性能分析

第三章新型液压缸缓冲与启动过程的仿真研究

第四章新型缓冲结构的CAD

第五章总结与展望

参考文献

附录

致谢

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