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1、第48卷第2期Jou浙rnalof江Zhejia大ngUn學iversit學y(En報gine(er工ing學S版cie)nce)Vo1．48NO．22014年2月Feb．2O14DOI：10．3785／j．issn．1008—973X．2014．02．005氣浮無摩擦氣缸及氣浮特性仿真朱曉，陶國良，劉昊，孟德遠，班偉，錢鵬飛(浙江大學流體動力與機電系統(tǒng)國家重點實驗室，浙江杭州310027)摘要：為了滿足氣動系統(tǒng)中高精度伺服控制對低摩擦氣缸的需求，提出一種利用靜壓氣體軸承作為活塞的新型無摩擦氣缸．針對軸承耗氣量及徑向承載能力難以準確建模的問題，構建一種基于有限元數(shù)值求
2、解方法的軸承氣膜壓力計算方法．利用該方法，分析軸承的結構參數(shù)及時變的環(huán)境參數(shù)對軸承氣浮特性的影響．結果表明，在節(jié)流孑L末端引入均壓腔能夠顯著增加了軸承的徑向承載能力，消除氣膜中節(jié)流孔附近的壓力尖峰，使軸承穩(wěn)定性增強；供氣壓力、徑向載荷和偏心率等時變參數(shù)對氣浮特性的綜合影響增加了簡化活塞泄漏模型的困難．為了后續(xù)對氣缸進行控制，根據氣浮特性仿真結果，提出一種基于特定徑向負載假設下的泄漏量模型簡化方法．關鍵詞：無摩擦氣缸；氣體軸承；有限單元法；氣浮特性中圖分類號：TH138文獻標志碼：A文章編號：1008—973X(2014)02—2l4一O7Non。Ifrictionpn
3、eumaticcylinderandsimulationoftheflotationcharacteristicsofthebearingZHUXiao，TAOGuo—liang，LIUHao，MENGDe—yuan，BANWei，QIANPeng—fei(StateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Anewnon—frictionpneumaticcylinderwithanaerostaticbearing
4、asitspistonwasproposedtosatisfythedemandoflow—frictioncylinderinhigh-precisionpneumaticservosystems．Theworkingcharacteristicsofthebearing(WCOB)，radialloadcarryingcapacity(RLCC)andairconsumption，aredifficulttobemodeledaccurately．Inviewofthis，themathematicalmodelofthepressuredistributiono
5、ftheairfilmwasestablished。anumerica1solutionmethodofthismodelbasedonfiniteelementmethod(FEM)wasconstructed，theinfluenceofthebearingSstructuralparametersandtime—varyingparameterstotheworkingcharacteristicsofthebearingwerestudied．Thesimulationresultsshowthatintroducingarecesschambertothee
6、ndoftheorificeholecanincreasetheRICCsignificantlyandsmooththepressuredistributionaroundtheorificeintheairfilm，asaresultofwhichthebearingwil1workmorestable；thetime—varyingparameters，suchassupplyingpressure，radialloadactingonthebearingandeccentricityofthepiston，makeacombinedeffectontheWCO
7、B，whichbringmoredifficultiestothemodelsimplification．Inviewofthis，asolutionbasedontheassumptionthattheradialloadactingonthepistonliesbetweensomeparticularworkingpointswasproposedinthispapertosimplifythemodelingoftheleakage．Keywords：non—frictioncylinder；airbearing；finiteelementm
