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气动系统中减摩技术的研究及应用

时间:2017-02-20 来源:SMC浏览次数:83

气动系统中的减摩技术。这里面有一部分是我们自己课题里的内容,有一部分是国际国内这方面的研究报告。本报告主要包含下面几个内容:

(1)摩擦力对气动系统的影响

(2)减小气缸摩擦力的方法概述

(3)超声减摩在气动系统中的应用

(4)超声减摩在气动系统中的展望

摩擦力对气动系统的影响

气动系统中有各种各样的移动部件,它们是以气体的压力能来进行工作的,需要在密封的容腔里保持住压力,就要有密封。一旦有密封同时又有动作的时候,密封和摩擦力就产生了矛盾。最典型的就是气缸,如果摩擦力小的话,密封就有可能不好,这是一对矛盾。摩擦力带来很多问题:

(1)动静摩擦力不同:降低了运动的均匀性和平衡性、降低定位精度、低速爬行现象等等。

(2)摩擦力/驱动力之比大:降低功率/重量比。

(3)磨损增加:缩短使用寿命。

同时很多气动系统对摩擦力是很敏感的,比如说运动平台,有电动和气动的运动平台,气动运动平台使用起来有很多不足,很重要的因素就是摩擦力的影响。

航天领域中搞的最好的是美国,我们国家也蒸蒸日上,比如说六自由度的卫星地面仿真平台。卫星在太空中是微重力、低摩擦环境,在地面做试验的时候很难达到,这就需要仿造这样一个环境:低摩擦微重力。低摩擦方面:我们用了一些气浮轴承这样的部件来实现运动部件的摩擦减小。微重力方面:我们用自适应平衡的技术来达到微重力的环境。图1是一个六自由度的卫星平台,其中五个自由度都好实现,只有一个垂直自由度最不好实现,垂直自由度克服地球引力,这时我们需要一个低摩擦的缸,这个低摩擦的缸要想摩擦力很低就很难做到。

减小气缸摩擦力的常用方法概述

常用的减小气缸摩擦力的方法有:①改变密封方式和改善润滑条件;②改变摩擦状态。

(1)改变密封方式的方法有:

●密封圈涂层。这是典型的改变密封方式的方法,不同的厂家有各种不同的产品,但是大的思路一样。比如以特瑞堡为例,是在密封圈外面有一圈涂层,本来密封圈变形,如果外面很软,它摩擦力就比较大,现在外面有涂层使摩擦力大大降低,这样不同的涂层产生不同的低摩擦和高寿命。

●V形密封圈。我们很多厂家卖的低摩擦气缸用的密封圈一般是V形密封圈。

SMC气体润滑密封气缸

●气体润滑密封气缸(见图3)。意大利的研究人员提出这样一个思路:用氟材料做的一个套,这个套在密封圈之间形成一个容腔,然后通过节流的措施控制这个容腔里的压力,氟材料比较硬,它的边壁的摩擦力比较小,同时又起到密封的作用,这种情况下,摩擦力是很小的。

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