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意大利UNIVER氣缸特性分析
氣缸體也稱為機(jī)體，是發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架，也是發(fā)動(dòng)機(jī)zui大、zui重的零件，它的上部用于安裝氣缸蓋，下部用于安裝機(jī)油盤(pán)。發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎所有的零件、附件直接或間接地裝在它上面，機(jī)體本身的許多部分又分別是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、供給系、冷卻系和潤(rùn)滑系的組成部分。因此要求氣缸體應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度。

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氣缸作為氣動(dòng)系統(tǒng)中zui常見(jiàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)中。然而，氣缸摩擦力是對(duì)加工質(zhì)量、定位精度以及對(duì)設(shè)備使用壽命產(chǎn)生不良影響的主要原因之一。作為一種新穎的減摩方式，超聲減摩近年來(lái)受到了廣泛的重視與深入的研究。本文將對(duì)橡膠—鋁合金摩擦副間的超聲減摩原理進(jìn)行探究并將其應(yīng)用于氣缸減摩中，以求改善氣缸的靜摩擦特性。本文建立了平面接觸摩擦副靜摩擦力的物理模型。通過(guò)推導(dǎo)超聲波在鋁合金板上傳播的振動(dòng)方程，討論了其對(duì)平面接觸靜摩擦力的影響。針對(duì)氣缸密封圈與缸筒內(nèi)壁之間的摩擦，建立了超聲振動(dòng)作用于缸筒外壁條件下的物理模型。通過(guò)對(duì)一定氣壓下密封圈形狀的改變及摩擦副間接觸狀態(tài)變化的探討解釋了氣缸在超聲振動(dòng)下的減摩機(jī)理。 運(yùn)用ANSYS對(duì)超聲振動(dòng)下鋁合金平板與氣缸的振型進(jìn)行仿真。超聲波激振下的鋁合金平板或氣缸上各點(diǎn)以駐波的形式在原位置附近做豎直方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。同時(shí)，與鋁合金平板類似，在氣缸上傳播的機(jī)械波各波腹振動(dòng)幅值相仿，分布均勻，且它們的幾何中心處是駐波的波腹之一，具有zui大的振動(dòng)幅值。 搭建橡膠/鋁合金摩擦副基礎(chǔ)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲振動(dòng)下的橡膠—金屬摩擦副間的zui大靜摩擦力與極限位移的研究。橡膠與鋁合金材料間的zui大靜摩擦力可以減小為常態(tài)23.1%。并且，不論是否加入超聲振動(dòng)，橡膠—金屬摩擦副間的zui大靜摩擦力隨著法向壓力的增加而增大。增加超聲振動(dòng)的振幅或增大橡膠與金屬板的接觸面積均會(huì)減小zui大靜摩擦力與極限位移。 創(chuàng)建氣缸的超聲減摩測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)在氣缸外壁引入超聲振動(dòng)的方式大幅度減小了氣缸的zui大摩擦力與極限位移。在工況下超聲振動(dòng)的引入可以將氣缸的zui大靜摩擦力減小為常態(tài)下的36.3%,將極限位移減小為常態(tài)下的25%。增大激勵(lì)電壓并且使作用于氣缸上的超聲振動(dòng)頻率處于諧振頻率附近均可改善氣缸的靜摩擦特性。UNIVER氣缸摩擦副表面存在著與其潤(rùn)滑性能要求優(yōu)化匹配的微觀幾何形貌。本文以發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸/活塞環(huán)為具體研究對(duì)象，基于氣缸的摩擦磨損特征和潤(rùn)滑理論，對(duì)其表面的微觀幾何形貌進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。采用半導(dǎo)體泵浦YAG固體激光器，在硼鑄鐵試樣上進(jìn)行了激光微造型加工工藝試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了激光波長(zhǎng)、激光功率、脈沖寬度、重復(fù)頻率、掃描速度、重疊系數(shù)及輔助氣體等，對(duì)金屬材料激光微加工質(zhì)量和效率的影響規(guī)律。并*提出了“單脈沖同點(diǎn)間隔多次”激光微加工新工藝。zui后，采用優(yōu)化的激光參數(shù)組合，成功地在實(shí)際缸套內(nèi)表面，加工出所設(shè)計(jì)的高質(zhì)量表面微觀幾何形貌。

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對(duì)氣缸體常見(jiàn)損傷要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)修理，保證氣缸體工作狀態(tài)正常。目前，農(nóng)業(yè)機(jī)械所用發(fā)動(dòng)機(jī)，一般是用灰鑄鐵和鋁合金制成的，氣缸體常出現(xiàn)的損傷有：變形、破裂、平面翹曲、穴蝕、磨損等，我們要知道這些損傷是怎樣產(chǎn)生的，以便在使用中注意。