物料拾取和搬运中的气动真空技术

介绍了用于物料拾取和搬运的气动真空技术的研究现状及发展趋势。首先叙述了真空发生器在性能提高和节能方面的研究概况,然后介绍了真空吸盘以及旋流、径流和附壁效应等新型真空发生吸取一体装置的研发进展,再介绍了真空安全技术方面的新成果,概括并总结了用于物料拾取和搬运的真空技术发展的若干趋势。

流量自调式真空发生器的分隔式气-磁驱动技术研究

针对目前使用的射流式真空发生器存在的持续定量供气空气消耗量大的问题,提出了一种新的流量自调式射流真空发生器的总体技术方案。研究了该技术方案中的分隔式气-磁驱动关键技术,提出了真空检测-压差致动和共轴环芯结构非接触式气-磁驱动技术方案。研究了气-磁驱动系统的动态特性并进行了试验。结果表明:共轴环芯气-磁驱动系统的磁驱动起动时间约为0.06 s。同时,对共轴环芯结构主要设计参数间的匹配关系进行了试验研究。通过对流量自调式真空发生器的整机测试表明,采用共轴环芯气-磁驱动结构的流量自调式真空发生器在真空产生阶段具有与固定式真空发生器相同的真空响应特性,在真空维持阶段比固定式真空发生器节省供气流量约14.8%。

排气回收速度控制系统的建模及仿真

为了节能 ,希望能对气缸排气腔有压气体进行回收 ,这样就要在原系统上增加排气回收装置。文章为了分析排气回收系统的性能及其对气缸速度控制特性的影响 ,建立了系统的数学模型 ,并进行了仿真分析。由仿真结果可知 ,在系统的排气回收过程中 ,当排气腔压力达到回收气罐的压力时 ,如不切换使排气腔排向大气 ,会对系统速度造成不良影响 ,因此有必要控制好排气回收的切换时间点。如果气缸排气腔的有压气体以声速流态回收时 ,对气缸活塞的速度影响较小 ,但声速段较短 ,回收能量较少 。

压电式PWM开关阀结构设计及特性试验研究

针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统高速脉宽调制(PWM)开关阀调制频率较低,控制精度较差等缺点,研究了一种以具有快速响应的压电叠堆为电-机械转换器的两位三通压电式PWM高速开关阀,介绍了其工作原理并进行了总体结构设计,研制了其试验样机并进行基本的特性试验和分析。试验表明,该阀具有较好的开关特性,其开启时间约0.57ms,关闭时间约0.3ms,可达到较高的调制频率。

双活塞缸式气动真空发生系统的建模与仿真

阐述了一种双活塞缸式气动真空发生系统,它能在较低的供给压力下获得需要的真空度,并且在使用过程中可间歇供气使真空度维持在一定范围内,节省了耗气量。本文根据活塞的工作过程建立系统数学模型并进行仿真分析,分析了缸体内径及供给压力等参数对其性能的影响。结果表明,数学模型的仿真结果与系统实际工作过程基本一致。

快速响应低耗气双喷嘴真空集成系统的研究

针对目前单一喷嘴真空发生器使用过程中由于连续供气导致的耗能大的局限性,提出了一种双喷嘴真空集成系统。研究了低压高灵敏度的膜片检测真空反馈、导阀控制和主阀控制分离的切换控制技术方案,建立了双喷嘴真空集成系统的理论模型并对其基本工作性能进行了试验研究。试验结果表明:与单一喷嘴真空系统相比,所提出的双喷嘴真空集成系统在供给压力为0.45MPa时,响应时间可缩短约27%,空气消耗量可减少约17%,具有快速响应和低耗气的特点。

气缸起动冲击现象机理及影响因素实验分析

为了弄清气缸起动瞬间产生冲击的原因以及导致起动冲击的影响因素,以便为进一步研究避免气缸出现起动冲击现象的解决途径提供理论基础及实验依据,文中对气缸产生起动冲击现象的机理进行了深入的分析,通过实验测试分析了使用压力、负载等因素对气缸起动冲击的影响程度。结果表明,摩擦力是导致气缸产生起动冲击现象的首要因素。降低使用压力,使用低速型密封圈和低速型润滑脂,增大负载质量,采用进气节流,气缸的起动冲击现象会得到改善。

流量自调式真空发生器流场数值模拟和调节策略研究

针对目前使用的射流式真空发生器耗气量大的局限性,提出了一种带可调锥的流量自调式射流真空发生器的新结构。为了解决该真空发生器在减少耗气量与维持真空度之间的矛盾,以寻求最佳的流量调节方案,需要对调节过程的二维流场和可调锥的受力进行高精度的分析。为此对该型真空发生器内部超音速流场进行了数值模拟,分析了可调锥的不同工况对流道内流场中压力和马赫数分布的影响规律。结果表明,随着可调锥进入真空喷管喉部距离x的增大,可调锥对真空喷管内的流场扰动加剧,真空发生器的引射能力减弱。因此,为了保证正常工作所需的真空度并达到最大的节能效果,应将可调锥进入真空喷管喉部的距离控制在一定的范围内。分析表明,如果可调锥进入喷管喉部的距离不超过2mm,则可使最低真空度大于65kPa,并能减少30%的耗气量。

叶栅型气动喷嘴三维流场数值模拟

介绍了叶栅型喷嘴的基本结构,对三维可压射流的控制方程和Spalart-A llm aras湍流模型进行了分析,利用有限体积法对可压缩的N-S方程进行离散,对叶栅型喷嘴内的三维流场进行了数值模拟。对喷嘴内气压的变化、气流的速度矢量分布以及马赫数分布情况进行了可视化处理,讨论了喷嘴流道几何结构对流场的影响,以及供气压力的变化对喷嘴流量和出口速度的影响。同时,通过实验测量了喷嘴流量,实验结果与数值模拟的结果一致。对喷嘴三维流场数值模拟为喷嘴的设计和优化提供了理论依据,有效地缩短了设计周期。

双活塞缸式气动真空发生器的改进设计及试验研究

双活塞缸式气动真空发生器相对于目前广泛使用的射流式真空发生器,它具有供给压力低、耗气量少的优点,在气动真空系统中具有很大的应用前景。针对原系统设计中的不足,提出了以一个抽气换向阀替代原有两个抽气单向阀的改进设计。试验研究结果表明,改进后系统的主要性能在原有基础上均有一定程度的提高,极限真空度可达93kPa,超过同级别的射流式真空发生器,在同样供给流量下,抽取1L容器真空度达80KPa时的响应时间减少了约12.5%。

活塞式气动真空发生器节能控制研究

在真空吸盘吸取工件后的真空维持阶段,为了能够减少活塞式气动真空发生器的耗气量,提出了3种节能控制回路进行对比试验。结果表明,阶梯式流量控制方式节能效果显著、适应范围广。为此,深入研究了供给流量与工况参数、结构参数的相互影响关系,以此为依据设计了真空压差致动的阶梯式流量控制阀。试验结果表明,相比同级别射流式真空发生器,改进后的活塞式真空发生器不仅能够迅速达到要求的真空度,而且在60 s工作时间内减少约71%的耗气量,实现了节能。

变参数双模糊控制器在摆动气缸位置伺服系统中的应用

针对比例流量阀控制的摆动气缸位置伺服系统的强非线性和不确定性,提出采用基于经验知识的模糊控制。为了克服模糊控制的控制精度低的缺点,设计了变参数双模糊控制器,即根据位置偏差切换“粗调”和“细调”模糊控制器,两个控制器控制规则相同,但参数不同。实验研究表明,在摆动气缸位置伺服系统中采用该控制器,能获得较好的控制效果。

排气回收速度控制系统回收效率的评价方法研究

在气缸活塞的往复运动过程中,通过附加排气回收装置将气缸排气腔的有压气体回收到储气罐中,可以达到节能的目的。本文在对排气回收过程进行理论分析的基础上,给出了排气回收速度控制系统排气回收效率的评价方法,并对回收效率进行了实测计算,结果表明:采用该方法可以达到较高的能量回收效率。

气动径流式小型旋转驱动器的研究

小型旋转驱动器是工业生产和科学研究领域广泛应用的一种驱动器,通常应用微型电机实现,但该装置不能适应于易燃易爆、防磁和潮湿的场合。针对这一特殊的使用环境,笔者在分析动力式气动马达工作原理的基础上,研制出了气动径流式小型旋转驱动器。本文介绍了其工作原理和主要结构组成,分析了旋转驱动器的喷嘴流量特性和叶轮受力情况;同时,根据旋转驱动器自身的特点,设计了一套动态小扭矩测量装置,对其输出机械特性进行了实验研究。实验结果表明,气动径流式小型旋转驱动器启动性能良好,转速高,输出转矩与转速具有良好的线性关系,能适应防磁防爆和潮湿的工作环境。

排气回收速度控制系统的键图模型研究

论文结合功率键合图法的特点及排气回收速度控制系统的工作原理,建立了排气回收系统的键图模型,进而推导出了系统状态微分方程,并通过实验获得了气缸压力和速度特性曲线,通过用键合图法建立的模型仿真曲线和实验曲线比较可知,两者是比较吻合的,这证明了双通道伪键合图法在排气回收系统建模中的应用是可行的,是对气动系统进行分析、研究的一种有效手段。

基于压电双晶片的气动高速开关阀研究

基于智能材料驱动的高速开关阀具有比电磁高速开关阀更好的动静态特性。针对传统悬臂梁结构压电双晶片输出力较小的缺点,该文研究了一种基于压电双晶片的气动高速开关阀,提出了一种简支梁结构固定方式。借助COMSOL对压电元件流固耦合问题进行分析,优化了阀的关键结构参数,并对样机进行了实验研究。实验结果表明,阀的工作频宽达到280 Hz,在压差0.3 MPa的条件下,最大流量为30.7 L/min。

用远程教育系统实现网上虚拟实验

远程教育的蓬勃发展,对教育资源的建设提出了更高的要求,实验教学是重要的实践性教学环节。本项目开发的“工程材料与成形加工基础实验远程教育系统”,不仅可以提供网上虚拟实验的软件环境,而且可以显著改善实验教学条件,对于贫困地区的教学和培训尤具优势。本文介绍了该系统的功能、结构以及特点。