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伸縮 上下 機械手 液壓 系統 設計

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伸縮臂式上下料機械手液壓系統設計,伸縮,上下,機械手,液壓,系統,設計

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畢業實習與畢業調研報告學生姓名：何湘福專業班級：機電10102班學生學號：201015020236指導老師：楊瑩成績評定：機 械 工 程 學 院2014年 3 月 7日實習或調研地點長沙華恒機器人系統有限公司實習與調研時間 2014 年 2 月 24 日 2014 年 3 月 7 日畢業實習與調研的目的、意義： 實習是理論聯系實際，應用和鞏固所學專業知識的一項重要環節，是培養我們能力和技能的一個重要手段。畢業實習是一門專業實踐課，是我們在學習專業課程之后進行設計時不可缺少的實踐環節。它對于培養我們的動手能力有很大的意義。畢業實習更是我們走向工作崗位的必要前提。通過實習，將所學的理論知識與實踐結合起來，培養勇于探索的創新精神、提高動手能力，加強社會活動能力，嚴肅認真的學習態度，為以后專業實習和走向工作崗位打下堅實的基礎。畢業實習與畢業設計調研鑒定： 指導教師： 年 月 日畢業實習與畢業調研成績評定指導教師建議成績： 指導教師（簽名）： 年 月 日教研室審定成績： 教研室主任（簽名）： 年 月 日畢業實習與畢業調研報告正文一、實習與調研單位基本情況 長沙華恒機器人系統有限公司創始于1995年，于2008年5月更名為昆山華恒焊接股份有限公司，注冊資本共計8100萬元人民幣。長沙華恒機器人系統有限公司是一家專門從事設備研發、制造、銷售的國家高新技術企業，是目前國內最大的自動化焊接成套裝備開發的企業之一，擁有江蘇省首個焊接自動化研究中心，是江蘇省知識產權戰略計劃推進單位、江蘇省創新試點企業和江蘇省百強民營企業。長沙華恒機器人系統有限公司為國內自動化焊接設備、工業機器人系統開發、生產成套服務領域的領航者，在國內專屬行業處于技術領先地位。公司于2011年6月與長沙迪威特焊接技術有限公司共同出資 3300 萬，注冊長沙華恒機器人系統有限公司，在瀏陽開設大型工廠。公司將秉承“華外慧中，持之以恒”的文化理念，創造民族自動化焊接世界品牌！二、 實習心得與體會 通過在長沙華恒機器人系統有限公司半個月的實習工作使我受益匪淺。以下就我本次實習與調研中涉及關于點焊機器人的組成、結構形式及性能、基本功能、焊接裝備、應用方面的心得與體會:1、組成焊接機器人主要包括機器人和焊接設備兩部分。機器人由機器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源，（包括其控制系統）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。對于智能機器人還應有傳感系統，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。2、結構形式及性能世界各國生產的焊接用機器人基本上都屬關節機器人，絕大部分有6個軸。其中，1、2、3軸可將末端工具送到不同的空間位置，而4、5、6軸解決工具姿態的不同要求。焊接機器人本體的機械結構主要有兩種形式：一種為平行四邊形結構，一種為側置式（擺式）結構，側置式（擺式）結構的主要優點是上、下臂的活動范圍大，使機器人的工作空間幾乎能達一個球體。因此，這種機器人可倒掛在機架上工作，以節省占地面積，方便地面物件的流動。但是這種側置式機器人，2、3軸為懸臂結構，降低機器人的剛度，一般適用于負載較小的機器人，用于電弧焊、切割或噴涂。平行四邊形機器人其上臂是通過一根拉桿驅動的。拉桿與下臂組成一個平行四邊形的兩條邊。故而得名。早期開發的平行四邊形機器人工作空間比較小（局限于機器人的前部），難以倒掛工作。但80年代后期以來開發的新型平行四邊形機器人（平行機器人），已能把工作空間擴大到機器人的頂部、背部及底部，又沒有測置式機器人的剛度問題，從而得到普遍的重視。這種結構不僅適合于輕型也適合于重型機器人。近年來點焊用機器人（負載100150kg）大多選用平行四邊形結構形式的機器人。 上述兩種機器人各個軸都是作回轉運動，故采用伺服電機通過擺線針輪（RV）減速器（13軸）及諧波減速器（16軸）驅動。在80年代中期以前，對于電驅動的機器人都是用直流伺服電機，而80年代后期以來，各國先后改用交流伺服電機。由于交流電機沒有碳刷，動特性好，使新型機器人不僅事故率低，而且免維修時間大為增長，加（減）速度也快。一些負載16kg以下的新的輕型機器人其工具中心點（TCP）的最高運動速度可達3m/s以上，定位準確，振動小。同時，機器人的控制柜也改用32位的微機和新的算法，使之具有自行優化路徑的功能，運行軌跡更加貼近示教的軌跡。 3、點焊機器人的基本功能點焊對所用的機器人的要求是不很高的。因為點焊只需點位控制，至于焊鉗在點與點之間的移動軌跡沒有嚴格要求。這也是機器人最早只能用于點焊的原因。點焊用機器人不僅要有足夠的負載能力，而且在點與點之間移位時速度要快捷，動作要平穩，定位要準確，以減少移位的時間，提高工作效率。點焊機器人需要有多大的負載能力，取決于所用的焊鉗形式。對于用與變壓器分離的焊鉗，3045kg負載的機器人就足夠了。但是，這種焊鉗一方面由于二次電纜線長，電能損耗大，也不利于機器人將焊鉗伸入工件內部焊接；另一方面電纜線隨機器人運動而不停擺動，電纜的損壞較快。因此，目前逐漸增多采用一體式焊鉗。這種焊鉗連同變壓器質量在70kg左右。考慮到機器人要有足夠的負載能力，能以較大的加速度將焊鉗送到空間位置進行焊接，一般都選用100150kg負載的重型機器人。為了適應連續點焊時焊鉗短距離快速移位的要求。新的重型機器人增加了可在0.3s內完成50mm位移的功能。這對電機的性能，微機的運算速度和算法都提出更高的要求。4、點焊機器人的焊接裝備點焊機器人的焊接裝備，由于采用了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面，所以變壓器必須盡量小型化。對于容量較小的變壓器可以用50Hz工頻交流，而對于容量較大的變壓器，已經開始采用逆變技術把50Hz工頻交流變為600700Hz交流，使變壓器的體積減少、減輕。變壓后可以直接用600700Hz交流電焊接，也可以再進行二次整流，用直流電焊接。焊接參數由定時器調節，新型定時器已經微機化，因此機器人控制柜可以直接控制定時器，無需另配接口。點焊機器人的焊鉗，通常用氣動的焊鉗，氣動焊鉗兩個電極之間的開口度一般只有兩級沖程。而且電極壓力一旦調定后是不能隨意變化的。近年來出現一種新的電伺服點焊鉗，焊鉗的張開和閉合由伺服電機驅動，碼盤反饋，使這種焊鉗的張開度可以根據實際需要任意選定并預置。而且電極間的壓緊力也可以無級調節。這種新的電伺服點焊鉗具有如下優點： 1）每個焊點的焊接周期可大幅度降低，因為焊鉗的張開程度是由機器人精確控制的，機器人在點與點之間的移動過程、焊鉗就可以開始閉合；而焊完一點后，焊鉗一邊張開，機器人就可以一邊位移，不必等機器人到位后焊鉗才閉會或焊鉗完全張開后機器人再移動； 2）焊鉗張開度可以根據工件的情況任意調整，只要不發生碰撞或干涉盡可能減少張開度，以節省焊鉗開度，以節省焊鉗開合所占的時間。 3）焊鉗閉合加壓時，不僅壓力大小可以調節，而且在閉合時兩電極是輕輕閉合，減少撞擊變形和噪聲。 5、焊接機器人在汽車生產中應用焊接機器人目前已廣泛應用在汽車制造業，汽車底盤、座椅骨架、導軌、消聲器以及液力變矩器等焊接，尤其在汽車底盤焊接生產中得到了廣泛的應用。豐田公司已決定將點焊作為標準來裝備其日本國內和海外的所有點焊機器人。用這種技術可以提高焊接質量，因而甚至試圖用它來代替某些弧焊作業。在短距離內的運動時間也大為縮短。該公司最近推出一種高度低的點焊機器人，用它來焊接車體下部零件。這種矮小的點焊機器人還可以與較高的機器人組裝在一起，共同對車體上部進行加工，從而縮短了整個焊接生產線長度。國內生產的桑塔納、帕薩特、別克、賽歐、波羅等后橋、副車架、搖臂、懸架、減振器等轎車底盤零件大都是以MIG焊接工藝為主的受力安全零件，主要構件采用沖壓焊接，板厚平均為1.54mm，焊接主要以搭接、角接接頭形式為主，焊接質量要求相當高，其質量的好壞直接影響到轎車的安全性能。應用機器人焊接后，大大提高了焊接件的外觀和內在質量，并保證了質量的穩定性和降低勞動強度，改善了勞動環境。當今社會一直處在加速的發展變化中，所以對人才的要求也越來越高，我們要用發展的眼光看問題，就要不斷提高思想認識，完善自我。師傅說作為一名焊接工程師，所受到的壓力將比其他行業更加沉重，要學會創新求變，以適應社會的需要。如果是在單位，那就更需要掌握全面的焊接專業知識。可以說，近半個月的工作使我成長了不少，從中有不少感悟，下面就是我在長沙華恒機器人系統有限公司的一點收獲與體會：第一是要真誠：你可以偽裝你的面孔你的心，但絕不可以忽略真誠的力量。第一天去服務部實習，心里不可避免的有些疑惑：不知道師傅怎么樣，應該怎么做啊，要去干些什么等等！踏進公司的辦公室，只見幾個陌生的臉孔用疑惑的眼神看著我。我微笑著和他們打招呼，尷尬的局面立刻得到了緩解，大家多是很友善的微笑歡迎我的到來。從那天起，我養成了一個習慣每天早上見到他們都要微笑的說聲：“師傅早”，那是我從心底真誠的問候。我總覺得，經常有一些細微的東西容易被我們忽略，比如輕輕的一聲問候，但它卻表達對老師同事對朋友的尊重關心，也讓他人感覺到被重視與被關心。僅僅幾天的時間，我就和師傅們打成一片，很好的跟他們交流溝通學習。我想，應該是我的真誠換的了師傅們的信任，他們愿意指導我，給我分配任務。第二是溝通：要想在短暫的實習時間內，盡可能多的學一些東西，這就需要跟老師有很好的溝通，加深彼此的了解，剛到設計部，主任并不了解你的工作學習能力，不清楚你會做哪些工作，不清楚你想了解什么樣的知識，所以跟主任建立起很好的溝通是很有必要的。同時我覺得這也是我們將來走上社會的一般不可缺少的鑰匙。通過溝通了解，師傅對我有了大體的了解，一邊針對性的教我一些點焊的實際知識，一邊根據我的興趣給予我更多的指導與幫助，在這次工作中，我真正學到了專業書上沒有的知識，擁有了實踐經驗，這才真正體會到知識的價值，學以致用。第三是激情與耐心：激情與耐心，就像火與冰，看似兩種完全不同的東西，卻能碰撞出最美麗的火花。在車間是，師傅就跟我說，想做設計這一塊，激情與耐心必不可少，在點焊這方面就像是做新聞工作，需要你有耐心去實事求是，而你的耐心就要用到不斷的學習新的知識，提高自己的專業水平當中去。在一些具體的工作當中也是這樣。后來我又看了點焊機器人的一些案例，一遍又一遍的研究，自然有些煩，但我用我的熱情與耐心克服這些困難，師傅也幫我用書面的方式整理了不少關于機械設計記錄的經驗。這些在平常的書本上僅僅是獲得感性認識，而在這里真的實踐，才算是真正的掌握了，也讓我感到自己的知識不知，告誡自己，不管做什么，切記眼高手低，要善于鉆研。師傅說對每個機器焊接加工都要細心負責，心細負責是做好點焊工作所必備的基本條件，也是是做好這項工作的前提。第四是主動出擊：當你可以選擇的時候，把主動權握在自己的手中。在公司的時候，我會主動的打掃衛生，主動地幫助師傅做一些力所能及的事情，并會積極地尋找合適的時間，向老師請教問題，跟師傅像朋友一樣交流，談生活學習以及未來的工作，通過這些我就和師傅走的更近，在實習當中，師傅就會更愿意更多的指導我，是我收獲更多。有時候我就自告奮勇，獨自去一些地方檢修等故障排除。我心里感到很高興，因為我的主動，我鞏固了我所學的知識，并且得到了師傅們的認可。三、實習總結通過這次實習，讓我學到了很多課堂上更本學不到的東西，仿佛自己一下子成熟了，懂得了做人做事的道理，也懂得了學習的意義，時間的寶貴，人生的真諦。明白人世間一生不可能是一帆風順的，只要勇敢去面對人生中的每一個驛站！這讓我清楚地感到了自己肩上的重任，看清楚人生的方向，也讓我認識到工作就必須仔細認真負責，要有一種平和的心態和不恥下問的精神，不管遇到什么事情都要去思考，多聽別人的建議，不要太過急躁，要對自己所做的事情負責，不要輕易的去承諾，承諾了就要努力去兌現。單位也培養了我的實際動手能力，增加了我實際動手能力，增加了實際操作經驗，對實際的點焊工作有了一個新的開始，更好地為我們今后的工作積累經驗。 學生簽名： 2014 年 3 月 7 日畢業設計任務書畢業設計題目伸縮臂式上下料機械手液壓系統設計學生姓名何湘福專業班級機電10102班學 號201015020236指導教師楊瑩教研室(或外聘單位)機械制造教研室起止時間 2014年2月24日 至 2014年5月20日畢業設計任務、目的與基本要求：1、畢業設計的主要任務：（1）對上下料機械手的工況進行分析。（2）上下料機械手完成小臂上下俯仰、大臂正反向回轉、行走裝置進退三個自由度，以及手爪的開啟和閉合等動作要求。（3）給出液壓系統的電磁元件動作循序表和液壓系統原理圖。2、目的：畢業設計的目的是為了全面復習以及綜合運用大學四年所學的理論、基礎及專業知識，加強對液壓傳動應用的認識，為畢業后從事工程技術和科研工作奠定基礎。3、基本要求：（1）通過畢業實習和課題調研，查閱相關的文獻資料10篇以上，撰寫開題報告1份。（2）對上料機械手液壓系統的設計，其中包括，液壓原理圖以及電磁元件動作順序表，設計繪圖工作量3張A0圖紙。（3）在總結畢業設計成果的基礎上，撰寫畢業設計說明書一份，要求字符數不少于1.5萬字，中文摘要350字以內，外文摘要與中文摘要對應。文本的質量符合畢業設計說明書規范。（4）完成一篇與課題相關的英文專業文獻翻譯工作，英文字符在1.2萬字符以上，要求語句通順、達意。7. 主要參考資料：1 HaiFengWang，ShuYanYang，FengGuoModeling of a Grooved Parallel Bearing with a Mass-Conserving Cavitations AlgorithmJShandong University Academic Journal2013，54(2)：2272362李德仲，師占群，岳宏. 自行走式上料機械手液壓系統設計J. 河北工業大學學報1999，28（6）：87893崔安娜. 淬火爐上料機械手的液壓系統及其PLC控制設計J. 應用科學學報2008（2）:1141164樊明，魏澤鼎，韓提文. 封焊機自動上料機械手設計J. 河北科技大學學報2008，35（2）：56575龔青山，常治斌，任愛華 立式軸承壓裝機上料機械手設計J. 湖北工業大學學報2010，25（4）：86886何存興, 張鐵華. 液壓傳動與氣壓傳動M. 武漢：華中科技大學出版社，20057路甬祥液壓氣動技術手冊M北京：機械工業出版社，20018趙美寧，王佳自動供料機械手的PLC控制系統設計J應用科學學報2007，9（3）：57609孫兵，趙斌，施永康物料搬運機械手的研制J機電一體化學報2005，4(2)：434510 徐麗春.自動上下料通用機械手系統設計與研究J.遵義職業技術學院學報 2013，8(8):838511 趙 亮，馬曉麗，閆智勇.新型高枝采果機械手J.衢州學院機械工程學院學報.2013，31(4)：151712 耿躍峰，夏政偉.四自由度搬運機械手液壓系統設計J. 許昌學院學報.2012,2（2）:424313王敏杰四自由度工業裝夾機械手液壓系統的設計與分析J機電信息學報 2011，4(24) ：16716814李凈儀，李秋紅，鄭耘杰簡述機械手液壓控制系統的設計J黑龍江省水田機械化研究所學報2013，4(3)：272815王敏杰四自由度工業裝夾機械手液壓系統的設計與分析J. 中國礦業大學學報2011，24(3):676816胡云堂，江卓達多自由度柔性生產線送料機械手系統設計J九江學院學報2011，2(6)：454617張 波，李衛民，尚 銳 多功能上下料用機械手液壓系統J 遼寧工學院學報2002，7（8）：313218 袁子榮液氣壓傳動與控制M重慶：重慶大學出版社，200219 王紅梅，方貴盛基于PLC與步進電機的氣動搬運機械控制J液壓與氣動科學學報2009，6(11)：2527畢業設計進度安排： 畢業設計課題調研階段：（第12周）：課題調研及文獻檢索、完成英文翻譯。 畢業設計開題報告階段：（第34周）：完成開題報告。 畢業設計主要工作階段：（第512周）：液壓系統的總體設計。（1）工況分析。（第56周）（2）液壓原理圖與零件圖的繪制。（第710周）（3）完成設計說明書的撰寫工作。（第1112周） 畢業設計答辯階段：（第1315周）課題申報與審查指導教師（簽名）： 年 月 日教研室主任（簽名）： 年 月 日學院教學院長（簽名）： 年 月 日4 一個平行溝槽軸承與建模質量守恒空穴算法 青島理工大學機械工程學院摘要：幾種負載支持機制進行了研究處理并行軸承的氣蝕問題。腔及其處置的形成影響的連續薄膜，因此軸承的承載能力產生的壓力。在求解雷諾方程，適當的空化邊界條件必須應用。在這篇文章中，質量守恒ViJayaragHavan-基思空化算法被用于分析的并行子軸承的流體動力潤滑性能與一個或多個凹槽。采用有限差分法，一維雷諾方程離散。高斯 - 賽德爾迭代來求解得到的線性代數方程組。對于給定的潤滑劑，滑動速度和最小油膜厚度，有幾個比較研究Vijayaraghavan基思空化算法和出版解析解之間進行。影響了流體動壓潤滑性能的幾個因素考慮，如氣穴壓力，入口長度，槽數和紋理圖案。分析結果驗證了Vijayaraghavan - 基思空化算法。它被發現Vijayaraghavan-基思算法是不帶紋理的溝槽深度敏感。此外，入口粗糙，進氣吸力和準反對稱整合被確定是產生平行軸承的動水壓力的基本特征。關鍵詞 ：液體動壓軸承、汽蝕的流體力學、在流體動力學粗糙度引言在過去的20年中，極大的興趣一直集中在使用質感軸承，其中Micro pockets都融入了評分在所述軸承表面中的一個。表面紋理一直發現提高承載能力，并降低流體動力摩擦在低負載條件。雖然表面紋理是不是一個新概念，它仍然困難，因邪教作平行軸承內袋清楚如何可以夾帶任何潤滑劑，以形成一個流體動力膜和支持端口采用經典的流體動壓潤滑理論的負荷。加載支持機制許多研究者研究了負載支持機制具有平行表面，其包括表面粗糙度，擺動和彈跳，潤滑劑密度變化，非牛頓效應，EC-為中心旋轉，波紋或界面表面的翹曲，突出微凹凸，和表面紋理化等。在20世紀60年代，漢密爾頓，等。（2）報告最早工作在微織構，潤滑表面。作者描述的潤滑理論基于表面微違規行為和相關薄膜腔。反對稱壓力分布這通常會發生這些違規行為被修改由薄膜氣蝕，這似乎使得薄膜高壓力失去平衡低的膜的壓力，從而產生一個凈負荷支承通過壓力的區域整合力。他們還表示，類似的爭論可能會提前，如果凹坑或凹坑被認為是代替粗糙。在這種情況下，空腔將形成的領先優勢，以及高壓力將根納入樣本在后緣。在此之后的早期作品，興趣質感流體力學軸承減弱，直到20世紀90年代，人們意識到時河畔面紋理化可能會增加負載能力，從而減少摩擦化。這是特別感興趣的兩個能源節約宏觀軸承和減少陸運動阻滯力潤滑的，微型設備。Tender鎮引入的進氣粗糙度的概念去惡習，如軸承，密封件和活塞環。相關原理是產生一個有效的步驟或斜率的可能性通過從在人工或形式的入口去除材料定制的粗糙度，而不是常規的入口形狀。這也就是說，入口楔效應，需要壓力屬，化，由一個微結構，而不是一個acrogeometry獲得的。各部分名稱1=入口土地廣度2=第個Sunland寬度3=滑塊的寬度4=廣度口袋5=第j的Sub groove寬度6=出口廣度土地7=開關功能8=膜厚9=無量綱膜厚10=槽深11=淺槽深度12=最小油膜厚度13=在x方向的網格索引14=在x方向的質量通量15=MX的剪切誘導質量通量16=MX的壓力引起的質量流量17=網格數18=小節數19=薄膜壓力20=無量綱油膜壓力21=氣壓22=空化壓力23=參考油膜壓力24=滑動速度25=負載26=無量綱載荷27=參考負載28=坐標軸中的流動方向29=在x方向的無量綱坐標30=在x方向的交點的距離31=滑塊寬度的質感部分32=潤滑劑的體積模量33=無量綱體積模量34=潤滑劑的參考體積模量35=的總和變化耐受性36=改變W的公差37=小數電影內容的空化區;密度比/C，在全片區域38=動力粘度39=潤滑油的密度40=在空化壓力的潤滑油密度 基于激光表面紋理（LST）技術，教授Tension的研究小組調查了各種軸承幾何形狀，嘗試和應用程序同時使用的實驗和建模。這項工作的一個簡短的概述，可以發現在評論中ARTI-第一百由Edison（7）。有人提到，兩種不同的LST濃度Copts提出來產生負載能力平行軸承（Brazier，等人（1）。一個是全寬度LST是基于個人漣漪效應（在各酒窩當地氣蝕）。該另一種是局部LST，這是基于一種“集體效應”的酒窩。這組報道的摩擦減少達到40，由使用均勻分布的，半球形micro pock-ETS在一個平行的軸承在純的整個表面固定下往復運動的滑動最佳紋理深度為10-11微米報道的同時，基地雖然這是很難將之與其他系統，因為沒有信息被提供作為對潤滑劑的膜厚。一值得留意的現象是，財大氣粗似乎傳遞桿circularly表現不佳有關饑餓的發生，因為他們需要一個更大的石油供應，以維持一個流體動動力學薄膜。 尖峰和同事分析“入口抽吸”到并行的性能的貢獻，在內部袋袋軸承（Fowl，等奧佛等人）。這種現象是基于這樣當潤滑劑，通過Inlet land合流，到達擴散口袋入口一低壓產生的原理。因為外部壓力是環境壓力，這會產生一個壓力降穿過入口土地，其具有“抽吸”潤滑劑的作用入軸承。由此增加的潤滑劑流動增強流體動壓力產生的熊的主體內相No pocketed ING，從而提高負載能力軸承。2 空化邊界條件一個多世紀以來，雷諾方程得到了廣泛的用于預測具有可接受的工程精度為大多數應用液膜軸承的性能。在他的經典論文，雷諾確定的動水壓力的產生機制在潤滑膜，并明確公認的氣蝕對軸承的行為可能產生的影響。氣蝕是什么，否則中斷連續液相由氣體或蒸汽或存在兩者（道森和泰勒）。空腔的形成和其性格影響在連續產生的壓力薄膜，因此軸承的承載能力。然而，這是誠然，空化在軸承的物理理解仍不能令人滿意。 在求解雷諾方程，必須施加邊界在連續的潤滑膜之間的界面條件和氣態區域（氣穴邊界）。因此，修改后的雷諾方程必須能夠確定這兩個區域（薄膜擊穿和之間的邊界電影改革的邊界），并確定了全膜區域內的壓力分布。 眾多的邊界條件已經假定使用與雷諾方程，如索末菲，半索末菲或傘形花序，雷諾或斯威夫特 - 施梯伯和JAKOBSSON-Feldberg - 奧爾森（JFO）。各種邊界條件導致預測的壓力差配置文件。 雷諾（斯威夫特 - 施蒂伯）邊界條件是最廣泛使用并給出相當準確的結果。一個常用提出Christopher son的使用的數值程序是將所有負面的壓力為零。在穩定運行條件，上游邊界（薄膜破裂）的位置廣泛接受的位置處的壓力和壓力衍生消失，但下游邊界（改造邊界）是較為復雜的，只能通過規定的條件成立以合理的準確整個氣穴區域質量守恒。JAKOBSSON和Feldberg和奧爾森提出了一套自洽要應用于氣穴邊界條件在雷諾方程。邊界條件正確地考慮質量守恒的空化區域。集體的過程現在一般稱為JFO理論。這個理論，當應用到軸頸軸承，已經產生的結果是在與實驗值符合較好。大多數分析已采取以下方法來實施改革的邊界條件為雷諾方程（1）猜一空化區域的邊界。（2）松弛確定的壓力分布。（3）檢查在薄膜擊穿（斯威夫特 - 施梯伯）的邊界條件和電影（JAKOBSSON-Feldberg-奧爾森）（4）由此，估計一個更好的邊界。新的邊界提供了一種新的壓力字段和一個新的檢查可以被做，等等（5）重復上述步驟，直到獲得滿意的結果。 上述步驟清楚地表明了計算復雜性以及參與執行的時間JFO邊界條件。埃爾羅德（17）推出了一款計算方案（簡稱為埃爾羅德空化算法），該結合JFO理論在一個非常簡單的方式。這個程序避免了定位膜破裂和改革界限的復雜性，因為它會自動預測空化地區。該埃爾羅德算法是基于一控制體積配制和使用單位階躍函數（稱為開關功能），以消除壓力術語在空化區域。埃爾羅德（17）指出，該算法是經過大量的試驗開發，因此并沒有出現發展詳細信息。 Vijayaraghavan和Keith分析了跨音速流的埃爾羅德氣穴algorithm and the mathe matical modeling通過類比，利用這兩種完全不同的物理現象之間的相似之處。它們擴展了一些計算程序在跨音速流動分析用于修改數值方法用于預測氣穴中的軸承。改進后的算法（簡稱為Vijayaraghavan-基思空化算法）可以自動預測膜破裂，改革的邊界通過引入在剪切流項一類差分技術來自動更改表單有限差分（中央或逆風）全膜之間的和空化地區。原埃爾羅德算法通過數值試驗和錯誤開發的。因此，這個修改使該算法非經驗和提供合適的堿為進一步改善。兩種算法進行比較，產生幾乎相同的結果為1和2維的情況下涉及滑塊和滑動軸承。 最近，Auras分析了空化模型對微織構軸頸軸承的數值評估的影響。他們采用經典雷諾比較結果邊界條件模型，并提出了埃爾羅德和亞當斯質量守恒埃爾羅德空化算法。他們發現在微織軸承的雷諾模型低估空化區域，導致幾個變量，如摩擦轉矩的估計中的誤差。他們指出，缺乏雷諾邊界內質量守恒條件的做法是負責報道的差異，并建議只有質量守恒模型應當與微織構的軸承交易中使用。關于質量守恒模型的主要困難來自于它的高度非線性性質。因此，Ausas，等。研究了一個簡單而有效的數值算法的基礎上，埃爾羅德空化算法充分動力潤滑問題。該算法的良好的行為是振蕩擠壓流動和動態加載的軸頸軸承：兩個例子來說明。本文旨在應用二階雷諾方程的無限長平行質感軸承確定影響流體動力潤滑的因素質感軸承和識別并行生成的動水壓力的基本特征表現軸承。 3 標準幾個無限長平行軸承與一個或多個槽被勾畫在圖1。焊盤寬度，槽深，和最小膜厚表示為B，HD和H0分別。該軸承是由一個 viscous，牛頓潤滑潤滑劑與動態粘度。在每個子圖中，上溝槽表面是固定的，而下面的平面表面滑動以均勻的速度U。 在本研究中，三種情況的研究。第一種情況是平行軸承只有一個槽。如圖1a所示的入口地和出口地表示為b和c。第二種情況是部分平行紋理軸承（被稱為局部變形，PT）如圖1a所示，出口脊寬的PT保持恒定為c，而另兩個部分被細分成多個部分。所有的小節都有相同的長度，而第數為Ns個。對于與PT多個凹槽（PTG），Ns是偶數;見圖。 1B。對于PT有多個步驟（PTS），NS是奇數，見圖。 1C。第三種情況是完全網紋平行軸承（簡稱全紋理，FT）。從PT不同，墊的整個寬度由Ns個細分在FT。換句話說，如果c的PT被設置為B / NS，PT變成FT。對于FT有多個凹槽（FTG），NS是奇數，見圖。 1D。為FT與多個步驟（FTS），Ns是偶數;見圖。對于這兩種PT和FT，重復性和凹槽的寬度與寬度分別記為和。 一個參數，稱為滑塊寬度的紋理部分，被定義為帶紋理的寬度的整個寬度的比值。有紋理的寬度的入口部之間的寬度最后重復的部分。值得注意的是，該部分提到的以上可能是一個脊或槽。在圖1b或1c中，出口地與不breadth marked c是一個不重復的單元，所以=（AI BJ）/ B和1（所謂PT）。圖 1D和1E中，出口地是一個重復單元，所以=（AIBJ）/ B和= 1（所謂FT）。數字圖1a是一個特例，被定義為 圖 1 平行槽軸承：（一）單槽;（二）PTG，NS = 6;（三）PTS，NS = 5;（四）FTG，NS = 7;（五）FTS，NS = 64 分析公式 雷諾方程為在層流牛頓潤滑劑的一維表格，允許壓縮效果，可以寫為： （1）對于穩流，這是質量守恒的表達。條款中的括號內為凈質量流率，它由貢獻，由于剪切（Couette流），并由于壓力梯度（Poiseuille流）做出了貢獻。的密度該潤滑劑是通過體積模量的定義中涉及到膜壓力 （2） 其中為潤滑劑的氣穴壓力的密度。埃爾羅德（17）定義了以下變量： （3） Represents液體餾分在空化區域（稱為小數薄膜成分），它代表實際的密度，以在全膜區域的參考密度之比。該變量是連續在整個區域上，并成為在未的問題。 它已發現內的壓力誘導的流動空化區域較小。條紋狀流存在于該地區的主要是由剪切驅動。此外，在該區域中的壓力基本上是恒定的。為了體現這些特點，所謂的開關函數g被引入的壓力密度關系式，也就是： （4） （5） 在全膜區域方程4可以直接集成，得到： （6） 等式6可以表達的另一種方法是方便的初始化： （7）結合方程。 1，3和4中，一個單一的分析制劑對于能夠獲得質量守恒在并行軸承如下： （8）方程8可改寫為： （9） （10）到方程無量綱化8中，參考變量和無量綱變量分別定義為：PE =E=6UB/h20和H = h/h0，X = X / B，P = P / PE，=/E。然后： （11）5 數值解采用有限差分方法問題的離散化 在全膜區域（G = 1），方程11是一個橢圓偏微分方程。因此，數值格式采用其解決方案應反映一個事實，即在因變量在全片的任何一點取決于它的所有鄰國的變量。這允許使用中央的差異。另一方面，在的氣穴區域（G = 0），方程11是雙曲型的。因此，下游的影響并不上行信號和片面或迎風差分應該被使用。根據所提出的處理方法Vijayaraghavan和Keith： （12）方程11可改寫為： （13）采用有限差分法，緊湊的離散表達式的公式。 13可以得到： （14） 質量通量由于剪切在節點表示為： （15）表1個主軸承參數的探討 軸承寬度（）0.002入口土地寬（） 0.004 槽寬度（） 0.006 退出土地寬（） 0.01 質感部分下表面的線速度（） 1潤滑油黏度（） 0.01 大氣壓力（） 0氣穴壓（） 100 to 0 最小膜厚度（） 1槽的深度（）和質量通量由于壓力在節點是： (16)迭代法 離散化的有限差分方程。導致的一組線性代數方程組的的節點值。這些方程可以通過幾種數值方法來解決。常見解決方法是雅可比迭代法，高斯 - 賽德爾迭代，和超松弛迭代。更高效方法是近似因式分解（Vijayaraghavan和基思交替方向隱式（Lebeck），多重網格方法（伍茲和Brewe;仇和Khonsari）等。雖然高斯 - 賽德爾的迭代算法并不總是最有效的，很方便，并用于在此的文章。收斂性的判定 收斂標準包括兩個條件：一是兩個連續的計算值的總和的變化迭代低于規定的公差值： （17） 另一種是計算W在兩個連續的變化迭代低于另一個指定的公差值W： （18）其中 6比較研究 許多情況下，由Viagra Havana Keith空化算法與一維平行滑動軸承進行了分析在圖中所示的橫截面.對于單槽軸承（圖1a），所用的參數列于表1中，這是同使用的那些Fowl等 圖 2 穿過平行軸承具有單個槽2 壓力在不同的網格收斂，HD = 5um，A / B = 0.2，B / B = 0.3，PCAV = -100Kpa 是最重要的參數之一。它表達了流體進行壓縮（壓縮率的倒數）的阻力以及與壓力，溫度和分子結構而變化。使用Vijayaraghavan和Keith 為6.9107帕和使用埃爾羅德的分別為1.0108帕，4.0109帕，2.51010帕，1.61011帕，和1.01012帕埃爾羅德表示當為較硬大于4109 Pa時，計算出的負載幾乎不變。在接下來的研究中，為4.0109帕。 它是眾所周知的數值分析的結果很容易受到以網格數和收斂精度的偏差。在這項研究中，3網格編號（50，200，400）和4收斂精度（10-4，10-5，10-6，10-7）被選定。所有可能的組合都試圖產生中列出的結果表2。可以得出結論，當網格密度是松散的，下收斂是優選的，而對于密集網格，該較高的融合是強制性的。三所示的組合大膽在表2（50，10-5，200，10-6，400，10-7）被選為分析并行軸承用一個槽的壓力場。相應的結果繪于圖2。顯而易見的是有兩個密集的病例之間無顯著差異。在接下來的研究中，如果N = 200，則=W= 10-6。如果N =400，然后=W= 10-7。 壓力曲線與不同的空化壓力圖 3 穿過平行軸承具有單個槽3 在不同的氣穴壓力，HD = 5um，A / B = 0.2，b / B選擇=0.3，N = 200由Fowl等人解析解（3）及（b）數值解 圖3示出了計算的壓力分布Vijayaraghavan-基思空化算法，所有這一切都是在整個息的同時，在不同的氣穴壓力的單個槽。這些配置文件十分相似，圖3a或Fowl除負壓的處理方法。氣壓p大氣壓為0帕在這篇文章中，而達于Lowell，等（3）為100千帕。 圖4示出了負載容量作圖氣穴壓力為平行軸承具有單個槽。兩種不同的相比槽深度分別為：5和10微米之間。可以看出該負載能力幾乎呈線性減小，空化壓力和負載容量下降到零，當氣穴壓力等于環境壓力，因為在這種情況下入口吸入的確不會發生。雖然從5的槽的深度改變為10微米，計算出的負載幾乎一模一樣。該結果表明這槽深度對負載的支持沒有影響。更進一步，通過Fowl得到的解析解，等人（3）圖還示出。但是，坡度大于一點點該數值解。針對兩種情況具有相同深度或5米，最大誤差為10以下。進氣道長度上的不同負載能力的影響槽深圖5給出負載對進氣可變長度的A / B容量為幾個不同的槽深度。幾乎完全一樣的結果再對這些不同深度獲得。槽寬度保持在的b / B = 0.3的常數，所以入口的比率至出口土地的長度變化系統。這兩個子圖似乎不同。然而，一旦示于圖的數值解。圖5b的繪制比例為一半對數坐標由Fowl，等得到解析解。在圖5a，他們是一致的。 表2的負載能力和峰值壓力，不同網格收斂（KNM-1/KPA）網格收斂( = w) 50 200 400 1046.9696687/1411.11808 9.2547248/1819.87132 7.2090507/1486.683081050.5355854/250.441945.9215411/1254.161836.6258887/1346.405491060.5355854/250.441940.4728110/236.79148 2.6351106/648.150611070.5355854/250.441940.4728110/236.791480.4691493/235.12629 7 多槽或載荷步的影響容量為各種發行 三種類型的質感（PTS，FTS及PTG）進行了調查圖6.對于PTS和PTG，滑塊寬度的紋理部分分別為0.6。如該圖所示，無論是PTS和FTS有較大的負載容量比PTG的，并且它們的變化趨勢是相反的。對于每一個相同的槽數，公視有較大的軸承能力比PTG。 在圖7，比較是空化邊界上進行如在實施雷諾茲和JFO之間的條件Vijay基思空化算法的不同質感圖案（PTG或PTS），其布局示于圖1B和1c。滑塊寬度的網紋部分分別為0.6和槽數為這兩種情況. 圖7a是PTG的雙重壓力分布坐標。所獲得的結果之間的最大差別使用獲得的雷諾邊界條件和結果使用Vijayaraghavan - 基思空化算法是近60倍。左邊的縱坐標表示雷諾結果，其峰值壓力為約12兆帕;右縱軸表示該Vijayaraghavan-基思結果，其最大的結果是近0.2兆帕。采用經典的雷諾氣穴邊界條件，在關節入口土地之間的計算壓力和出口槽被疊加，使得壓力被高估相比于Vijayaraghavan-基思算法在相同的槽深。此外，雷諾數條件似乎是向槽的深度敏感。但Vijayaraghavan-基思空化算法，相同的配置文件獲得了不同凹槽的深度。 圖7b是PTS的壓力分布。在這種情況下，既雷諾條件和Vijayaraghavan-基思算法得到類似的結果。 圖 4 負載能力和空化壓力為4 - 關系為平行軸承具有單個槽，A / B =0.2，B / B = 0.3，N = 200 (a) (b)圖 5 上負載容量入口長度的各個槽5的影響深度的b / B = 0.3，PCAV = -100千帕，N = 200：（1）分析解通過Fowell等及（b）的數值解法 圖 6 槽或負載能力為各種分發步驟6的影響，HD = 5um，PCAV = -100Kp，N = 4008 討論有效性Vijayaraghavan - 基思空化算法許多研究者對適用性的關注二階雷諾方程的表面紋理化問題的，因為大的階躍變化在有紋理的表面的幾何形狀不與用于計算的假設一致的經典的方程。分析這個問題，一種方法是簡化的二維幾何形狀的一維問題，并使用一階雷諾方程的流量。以下這條線Fowl （3）解析計算的壓力分布和承載能力開槽基于流守恒原理軸承。該基思空化算法提供了一個有限差分實現古典JFO theory. When應用于軸頸軸承，該算法已經產生結果與實驗值符合較好。在一定程度上，在雜志上所固有的不同游隙的軸承工程，以及在表面紋理軸承。盡管所有的對此，報道稱，適用JFO理論來分析表面質感軸承是拉雷什。 Auras的工作是顯著，因為他們比較的微織構的預測結果采用雷諾模型和埃爾羅德空化模型和軸頸軸承發現雷諾模型在很大程度上低估了氣蝕區，取得了不準確的表現估計。在這項研究中，基思空化算法分析結果進行了比較，以通過Fowl等人所得到的解析解。它可以從圖可以看出。 3-5的它們之間的誤差是可以接受的。該Vijayaraghavan-基思空化算法也被用于解決兩個PT和FT的問題。值得注意的是，該Vijayaraghavan-基思空化算法是不帶紋理的溝槽深度敏感，提供該氣蝕發生。這一點可以通過圖進行驗證。給予進一步的解釋，平行軸承不同深度和其壓場的兩個凹槽被圖解圖8，其中片段和（淺槽）和III和IV（深溝）具有相同的寬度。因為該Vijayaraghavan-基思空化算法的基礎上，在氣穴區域施加壓力，假設是恒定的，則質流過的部分I，II和IV是 (19) (20) (21)從雷諾數條件的觀點來看，這是顯而易見該質量流量表示為方程。 (20)和(21)不保守，因為HS HD。在Vijayaraghavan - 基思算法方程。 (20)和(21)被改變為利用以下形式(3)： (22)圖 7 雷諾狀況和7之間對比的Vijayaraghavan - 基思算法不同質感的圖案，= 0.6，Vijayaraghavan-基思PCAV = -50 Pa時，N = 400：（1）部分紋理具有三個槽（PTG）和（b）與局部變形三個步驟（PTS）8 建模平行溝槽軸承 圖 8 通過并行軸承8-保守黨質量流量有兩個不同深度的溝槽 (23) 因為C和U是恒定的，s必須等于d這樣該質量流量是守恒的。參數has被定義通過埃爾羅德（17）作為小數電影內容，它表示液體餾分中的空化區域。淺HS，s較大，而對于深高清，d較小。其結果是，產品s和d是相等的。這一事實已證明了前述數值分析。 上面的分析表明，雷諾數的應用條件不考慮細分邊界改革的邊界導致違反原則質量守恒的空泡區域。這是由于這樣的事實該雷諾茲條件是無法感覺到什么過流進氣蝕區。因此，焊劑是在創建改革的邊界，而這額外的流動導致在該域的所有下游節點不正確的壓溶作用。在圖7b中，有在軸承內沒有氣穴現象，因為第一入口步驟使足夠顯著壓力抑制在相鄰槽氣穴的形成。因此，本基思空化算法函數作為雷諾經典算法，其計算結果受槽的深度。負載支持機制的整合在表面紋理平行軸承動水壓力的形成可以從三個不同的角度來解釋。第一個是準反對稱積分原理廣告漢密爾頓等人Vance。一腔本質上是一個等壓區域的壓力可以比流體的蒸氣壓不低;在氣穴區域中，因此非常低的壓力可通過氣穴壓力來代替。其結果是，在高的膜的壓力失去平衡的低壓力，以及區域一體化壓力產生的凈負荷支撐力。潤滑是那么的多micro pockets貢獻的總和。第二個是入口粗糙度由Tender鎮強調的幾何特征（6）。其基本原理是可能性產生通過去除材料的等效階躍或斜坡從形式的入口人為的，量身定制的，或加工粗糙度。這意味著，在入口瑞利步驟或楔效應必須配備有用于產生壓力。第三是入口吸入Clair-物理現象由Fowl等田間。 （3）。對于一個滑動槽平行軸承，當潤滑劑穿過入口地流到達發散槽的入口，一個子環境壓力將產生在凹槽中。因為此壓力低于外部環境壓力，潤滑劑被吸入到軸承以形成動水壓力，以及作為負載的支持。上述三個觀點似乎不同，但可以在targeted以下面的方式。對于兩個平行平面的表面，可以不產生流體動壓力。一旦入口粗糙的特點，入口吸入或夾帶能采取基于等效臺階或斜坡效應。該quasiantisymmetric壓力是由進氣吸入引起，并區集成這種壓力產生的凈負載能力。9 結論該基思空化算法是傳統上用于滑動軸承的分析。與已發表的分析解決方案相比，本文驗證了理論的表面紋理平行的軸承應用。使用這種算法的數值評價，得出以下結論可以得出：對于一個給定的潤滑劑，滑動速度和最小膜厚，以下是影響潤滑的因素表現，如氣穴壓力，入口長度，槽號碼和紋理圖案。當空化發生時，空化算法的結果是正確的，而那個的經典雷諾茲條件是不正確的。在這種情況下,基思算法是不帶紋理的溝槽深度敏感。確定了三個必要因素產生平行軸承的動水壓力。他們是入口粗糙，進氣吸力和準反對稱整合。10致謝這項研究是由財政對自然科學的支持中國的（編號：50875136）和程序的新基礎世紀優秀中國大學（NCET-07-0474）的人才。作者感謝馬克Fowell博士和匿名審稿人原檢測錯誤稿件和提出改進建議。11參考文獻1 Brizmer, V., Kligerman, Y., and Etsion, I. 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