静压支承式液压缸抗偏载性能研究

发布时间：2020-06-01 00:16

【摘要】：液压驱动四足机器人作为典型的仿生足式步行机器人,因其具有机动性高、负载能力强和运动平稳等特点而备受人们的关注。液压缸作为其动力元件和执行元件,要求具有低摩擦、良好的抗偏载能力和高速运动的特性。传统液压缸,通常采用密封件进行密封,不仅增加了活塞杆运动时的摩擦阻力,而且当活塞杆承受一定的偏载时会降低密封件的密封效果,影响液压缸的控制精度和稳定性。因此,借鉴静压轴承原理,设计静压支承式液压缸,该结构液压缸具有启动平稳、摩擦力小,能够承受较大偏载的特点。本文对静压支承式液压缸抗偏载性能进行研究,主要工作如下:首先,导向套作为静压支承式液压缸的核心部件,对其进行静压支承结构分析。静压支承结构的抗偏载能力以及摩擦力和泄漏量是衡量静压支承性能的重要指标,本文利用电路中的桥路法等效分析静压支承的承载原理,分析并推导出静压支承式液压缸抗偏载能力和油膜刚度的数学模型,分析静压支承结构的摩擦力和泄漏量。其次,针对液压缸导向套结构提出并建立矩形油腔和工字形油腔的静压支承油膜模型,利用Fluent进行数值模拟计算,分析静压支承油膜的压力场特性,分析静压支承式液压缸导向套抗偏载能力;对静压支承导向套的矩形和工字形油腔的油膜特性进行分析对比,研究活塞杆运动速度、偏心量、系统进油流量和静压支承结构抗偏载能力、摩擦力、泄漏量之间的关系。最后,搭建静压支承式液压缸的抗偏载性能实验台,对活塞杆偏心量进行实验分析,利用电涡流传感器测量活塞杆最大行程时的偏心距离,分析静压支承式液压缸导向套的抗偏载能力。同时,分析不同偏载重量时矩形油腔和工字形油腔的抗偏载能力,验证理论分析和仿真模拟的准确性和合理性。本文通过对静压支承式液压缸抗偏载性能的研究,建立液压缸导向套静压支承结构的数学模型,分析静压支承式液压缸抗偏载性能的机理,为静压支承式液压缸抗偏载性能研究提供理论参考。
【图文】：

图 1-1 SCHENCK S2WL 系列作动器Fig.1-1 SCHENCK S2WL actuators闻名的伺服液压缸研发、生产制造企业，德国 HANC利权的活塞杆导向及密封方式——间隙密封（Servo-f

(a) (b) (c)(a)间隙密封 (b)塑料组合密封 (c) 静压支承密封图 1-2 HANCHEN 密封方式Fig 1-2 HANCHEN seal mode
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242;TH137.51

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本文编号：2690671